專利名稱：一種用于通用微機的接口板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及計算機接口技術和PPM(脈沖位置調(diào)制)解調(diào)技術，可用于對周期變化的脈沖序列進行解調(diào)，例如電視機、錄象機及其他家用電器用紅外遙控發(fā)射器的功能檢測或故障分析等等。
在數(shù)據(jù)傳輸技術中，PPM(脈沖位置調(diào)制)是一種常用的調(diào)制方法，例如對電視機、錄象機及其他家用電器進行遙控時，眾多的遙控命令是利用若干位二進制編碼來傳送的，而每一位是“0”還是“1”又是利用一個脈沖相對其前一個脈沖的不同時間位置來識別的。
現(xiàn)有的PPM解調(diào)，是通過專用集成電路來實現(xiàn)，例如在當前流行的幾種彩色電視機內(nèi)就有一塊型號為M50436－560SP的超大規(guī)模集成電路，它的用途就是專門用來接收相應紅外遙控發(fā)射器發(fā)出的遙控命令以實現(xiàn)PPM解調(diào)的。還有一種PPM解調(diào)是通過一個專用儀器來實現(xiàn)，例如開達電腦公司開發(fā)的KDR2－1型遙控發(fā)射器功能測試議就是這樣一種專用儀器。不過，這種專用儀器只能定性判斷遙控發(fā)射器的好壞，不能隨意予置參數(shù)公差，也不具備質(zhì)量管理和故障分析功能。
本實用新型的目的是提供一塊能在通用微機上實現(xiàn)PPM解調(diào)的接口板，只要把該接口板插入主機1／0槽，即可方便地實現(xiàn)對各種型號紅外遙控發(fā)射器的功能解檢測、故障分析、質(zhì)量統(tǒng)計和管理，并能對其它周期變化的脈沖序列進行測量，同時還不會破壞通用微機的原有功能，達到一機多用的目的。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在通用微機上實現(xiàn)PPM解調(diào)，由于采用了硬件和軟件相結(jié)合的方法，可以充分利用軟件的靈活性和微機上配套的多種外圍設備的功能，方便地完成各種目的不同的測試任務。
接口板的整體結(jié)構(gòu)示于圖5，包括一塊帶有元器件的雙面敷銅印刷電路板(41)和26個鍍金接插端子(11－16)、(GND×2)、(5V×2)。
下面結(jié)合圖1進一步說明該接口板(本實用新型的硬件部份)的電路構(gòu)成及其工作原理。
構(gòu)成由整形倒相電路(1)、D1觸發(fā)器(2)、與非門Ⅰ(3)、與非門Ⅱ(4)、計數(shù)器Ⅰ(5)、計數(shù)器Ⅱ(6)、八二選一數(shù)據(jù)選擇器(7)、七二選一數(shù)據(jù)選擇器(8)、三態(tài)八二選一數(shù)據(jù)選擇器(9)、控制邏輯單元(10)、八位數(shù)據(jù)總線DATA7－DATAO(11)、IOR輸入輸出讀控制信號端子(12)、IOW輸入輸出寫控制信號端子(13)、地址總線AD9－AD0(14)、控制線AEN(15)、計數(shù)脈沖端子(16)、PPM信號端子(17)構(gòu)成。
原理PPM信號由輸入端子(17)輸入，經(jīng)整型倒相電路(1)輸出送到接成T觸發(fā)器的D1觸發(fā)器(2)的CK端，D1觸發(fā)器(2)的輸出端Q和Q分別接與非門Ⅰ(3)和與非門Ⅱ(4)的一個輸入端，同時，D1觸發(fā)器(2)的輸出端Q還分別接數(shù)據(jù)選擇器(7)、數(shù)據(jù)選擇器(8)的輸入端A／B和數(shù)據(jù)選擇器(9)的輸入端B8，與非門Ⅰ、Ⅱ(3)(4)的另一輸入端相連后接于計數(shù)脈沖端子(16)，其輸出端分別接到計數(shù)器Ⅰ(5)和計數(shù)器Ⅱ(6)的計數(shù)輸入端，計數(shù)器Ⅰ(5)的低八位輸出信號送入八二選一數(shù)據(jù)選擇器(7)的輸入端A，計數(shù)器Ⅱ(6)的低八位輸出信號送入八二選一數(shù)據(jù)選擇器(7)的輸入端B，計數(shù)器Ⅰ(5)的高七位輸出信號送入七二選一數(shù)據(jù)選擇器(8)的輸入端A，計數(shù)器Ⅱ(6)的高七位輸出信號送入七二選一數(shù)據(jù)選擇器(8)的輸入端B，八二選一數(shù)據(jù)選擇器(7)的八位輸出信號送入三態(tài)八二選一數(shù)據(jù)選擇器(9)的輸入端A，七二選一數(shù)據(jù)選擇器(8)的七位輸出信號送入三態(tài)八二選一數(shù)據(jù)選擇器(9)的輸入端B1－B7，三態(tài)八二選一數(shù)據(jù)選擇器(9)的八位輸出信號送入通用微機八位數(shù)據(jù)總線DATA7－DATA0(11)，另外，由通用微機來的IOR輸入輸出讀控制信號(12)、IOW輸入輸出寫控制信號(13)、地址總線AD9－AD0(14)、控制線AEN(15)、數(shù)據(jù)線DATA1，輸入控制邏輯單元(10)?？刂七壿媶卧?10)的輸出信號分別控制三態(tài)八二選一數(shù)據(jù)選擇器(9)的輸入端G和A／B。
以上是本實用新型硬件部分的總的工作過程，下面結(jié)合圖2再進一步說明其細節(jié)。
上述的整形倒相電路(1)，由T1、T2、R1、R2、R3、R4、R5、D、F組成。計數(shù)器Ⅰ(5)由C11、C12、C13、C14組成，計數(shù)器Ⅱ(6)由C21、C22、C23、C24組成。隨著PPM信號的不斷輸入，計數(shù)器Ⅰ(5)和計數(shù)器Ⅱ(6)輪換地計數(shù)，并永不清零。計數(shù)器Ⅰ(5)和計數(shù)器Ⅱ(6)都是16位二進制計數(shù)器，由于微機的數(shù)據(jù)總線只有八位，所以將其分別分為低八位和高八位，但是高八位的最高位沒有利用，騰出位置來傳送D1觸發(fā)器(2)的輸出端Q電平，軟件將借此查詢D1觸發(fā)器(2)的狀態(tài)有無變化，進而探知有無PPM脈沖信號輸入。
上述的控制邏輯單元(10)，由地址譯碼器Y1和Y2、或門H1和H2、D2觸發(fā)器組成。其內(nèi)部連接是這樣的微機數(shù)據(jù)總線DATA1接D2觸發(fā)器輸入端D，D2觸發(fā)器的輸出端Q接X5和X6的輸入端A／B，地址譯碼器Y2輸出端YO分別接或門H1和H2的一個輸入端，H1的另一個輸入端接通用微機輸入輸出讀控制信號IOR(12)，H1的輸出端接X5和X6的輸入端G，H2的另一個輸入端接通用微機輸入輸出寫控制信號IOW(13)，H2的輸出端接D2觸發(fā)器的輸入端CK，地址譯碼器Y1的輸出端YO接地址譯碼器Y2的輸入端G2A。
PPM解調(diào)時序圖示于圖3。
設IN端(17)輸入一個脈沖信號，D1觸發(fā)器輸出端Q由“0”變?yōu)椤?”(18)，AND1(3)開始輸出計數(shù)脈沖(19)，計數(shù)器Ⅰ(5)進行計數(shù)。此時，D1觸發(fā)器輸出端Q由“1”變?yōu)椤?”，AND2(4)關閉，無計數(shù)脈沖輸出(20)，計數(shù)器Ⅱ(6)停止計數(shù)。利用這個間隙，將計數(shù)器Ⅱ(6)的計數(shù)值送到微機內(nèi)存中保存起來，該計數(shù)值包含著剛輸入IN(17)的脈沖相對其前一個脈沖的時間位置數(shù)據(jù)。
下一個脈沖到來時，D1觸發(fā)器輸出端Q由“1”變?yōu)椤?”，計數(shù)器Ⅰ(5)停止計數(shù)，利用這個間隙將計數(shù)器Ⅰ(5)的計數(shù)值送到微機內(nèi)存中保存起來，該計數(shù)值包含的脈沖相對位置數(shù)據(jù)比前面剛保存起來的計數(shù)器Ⅱ(6)的計數(shù)值錯后一個脈沖位置。與此同時，計數(shù)器Ⅱ(6)恢復計數(shù)。
隨著PPM信號的不斷輸入，計數(shù)器Ⅰ(5)和計數(shù)器Ⅱ(6)輪換地計數(shù)，兩個計數(shù)器的計數(shù)值是通過軟件查詢的方法實時地送到微機內(nèi)存中。該軟件查詢方法是軟件隨時查詢D1觸發(fā)器輸出端Q的電平有無變化，如果沒有變化，繼續(xù)查詢，直到發(fā)生變化。例如若原來Q為“0”現(xiàn)在變成“1”，則立即將剛停止計數(shù)的計數(shù)器Ⅱ(6)的計數(shù)值讀入微機內(nèi)存中保存起來；若原來Q為“1”，現(xiàn)在變成“0”，則將計數(shù)器1(5)的計數(shù)值讀入微機內(nèi)存。
上述控制邏輯單元(10)是用來協(xié)同軟件完成查詢功能和將計數(shù)器的計數(shù)值送到微機中去。
接口板采用二個計數(shù)器輪換工作的目的是始終保持有一個計數(shù)器在計數(shù)，測量工作不間斷；另一個計數(shù)器輪空，可以用此間隙將此刻計數(shù)值實時地送到微機中保存起來。這樣安排可以將相鄰兩脈沖的間隔一個不漏地全部測量出來。
為提高實時采樣速度，一方面采用兩個計數(shù)器都永不清零的辦法；另一方面借用計數(shù)器中高八位中的最高位的位置傳送查詢信號。這樣可以減少一次輸入輸出操作。硬件采樣工作結(jié)束，軟件將根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)完成PPM解調(diào)。
在解調(diào)過程中主要完成以下兩個任務。
1.用同一個計數(shù)器的后一次讀數(shù)減去其前一次讀數(shù)所得差值再乘以計數(shù)脈沖周期，得到每一個脈沖相對其前一個脈沖的時間位置。如圖3所示T1＝(G12－G11)乘以計數(shù)脈沖周期(21)；T2＝(G22－G21)乘以計數(shù)脈沖周期(22)。這樣就實現(xiàn)PPM解調(diào)了。
2.由于計數(shù)器永不清零，必然存在溢出問題，如果相鄰兩個脈沖之間的間隔時間過長，在一次計數(shù)中可能溢出不止一次，假如通過降低計數(shù)脈沖的頻率，則將會降低時間間隔測量的分辨率；假如通過增加計數(shù)器的容量來解決溢出問題，則將會增加硬件的復雜度和降低實時采樣速度。本實用新型沒有采用上述兩種方法，而是在軟件中增加詢問次數(shù)寄存器，記下每一次查詢的累計詢問次數(shù)，然后根據(jù)詢問次數(shù)計算出溢出次數(shù)，每溢出一次，在上面算得的結(jié)果中增加6，86567ms(假定計數(shù)器為15位二進制計數(shù)器，計數(shù)脈沖頻率為4.77273MHZ)，從而解決了計數(shù)器的溢出問題。
接口板的工作需要軟件支持，軟件的工作流程示于圖4。(23)是程序啟動，(24)(29)(33)詢問次數(shù)寄存器清零，(25)查詢D1觸發(fā)器的初始狀態(tài)，(26)(30)查詢D1觸發(fā)器的狀態(tài)，(27)(31)詢問次數(shù)寄存器加1，(28)保存計數(shù)器Ⅰ的計數(shù)值以及保存詢問次數(shù)，(32)保存計數(shù)器Ⅱ的計數(shù)值以及保存詢問次數(shù)，(34)有沒有達到規(guī)定采樣次數(shù)，(35)完成PPM解調(diào)，(36)根據(jù)實際應用的具體要求對解調(diào)結(jié)果做進一步處理，(37)程序結(jié)束。
本實用新型的主要優(yōu)點是采用了硬件與軟件相結(jié)合的方法，在通用微機上實現(xiàn)PPM解調(diào)，這樣，可以充分利用軟件的靈活性和微機上已配備的多種外圍設備的功能方便地完成各種目的和要求不同的檢測、分析、統(tǒng)計、管理等任務。
例如在檢測遙控發(fā)射器時，不受遙控發(fā)射器型號的限制，不同型號的遙控發(fā)射器只需配用不同的軟件，硬件無需變動。另外，可以在軟件中設置不同的容差限額來滿足不同層次檢測的要求。微機上都配有顯示器，可以用來顯示遙控發(fā)射器的面板，使測試過程形象直觀。微機上都配有磁盤，測試結(jié)果可以長久保存起來，作為質(zhì)量分析和質(zhì)量統(tǒng)計的原始數(shù)據(jù)。
本實用新型并不只是用于遙控發(fā)射器的檢測，還可以對任何周期變化脈沖序列進行解調(diào)。一個脈沖振蕩器在起振時或?qū)ζ渌欧r，它的輸出就是一個周期變化的脈沖序列，本實用新型同樣能完成對其解調(diào)的任務。測試結(jié)果可以以曲線形式顯示在屏幕上，也可以拷貝到繪圖紙上。
在沒有測試任務時，仍可作為一般的通用微機使用，達到了一機多用的目的。
還有由于本實用新型可作為一塊插件板單獨出售，在當前我國通用微機已經(jīng)相當普及的情況下，用戶只要購買一塊這種接口板，把它插入主機Ⅰ／0槽即可實現(xiàn)PPM解調(diào)，比起購買專用儀器來，投資將會節(jié)省許多。
本實用新型的一個實施例示于圖5。該系統(tǒng)可對彩色電視機用紅外遙控發(fā)射器的功能進行檢測，還有故障分析和質(zhì)量統(tǒng)計等。
操作步驟系統(tǒng)接通電源后，在鍵盤(43)上輸入程序名，顯示器(44)屏幕上出現(xiàn)“菜單”，首先調(diào)用檢測子程序，顯示器屏幕上即顯現(xiàn)出與被測發(fā)射器(40)面板相對應的虛擬面板圖。然后，逐個按下被測發(fā)射器面板上的功能按扭，虛擬面板圖上的對應小方框即逐個改變顏色。這就表示發(fā)射編碼正確，容差符合要求，逐個正確無誤后，屏幕上就現(xiàn)出OK字樣，一只合格發(fā)射器的檢測就算完成了。倘若有的按扭按下后，虛擬面板上對應的小方框顏色不變，那就說明這個按扭的功能有了故障或是容差超出了規(guī)定的要求。如果需要對故障進行分析，則回到“菜單”方式，再通過鍵盤(43)調(diào)用分析子程序，屏幕上將現(xiàn)出地址碼和命令碼，以及陶瓷振子的振蕩頻率。這樣，就可判斷出故障的原因了。如果需要進行質(zhì)量統(tǒng)計，只要將每一個遙控發(fā)射器的測試結(jié)果寫入磁盤，每天工作完成后調(diào)用質(zhì)量統(tǒng)計報表程序打印出當天的質(zhì)量報表；也可以根據(jù)需要，隨時查閱有關的質(zhì)量數(shù)據(jù)。
檢測系統(tǒng)遙控發(fā)射器(40)準備發(fā)出的編碼脈沖串首先通過電光轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換成光信號，然后在規(guī)定的距離上對準紅外遙控接收器(39)，紅外光信號在接收器(39)內(nèi)通過光電轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換成電信號，再由電纜線送至本實用新型接口板(41)的輸入端。接口板(41)在對遙控發(fā)射器(40)發(fā)出的脈沖串完成PPM解調(diào)后，檢測系統(tǒng)還要根據(jù)遙控發(fā)射器(40)的編碼規(guī)則(包括校驗規(guī)則)和容差范圍，確認接收到的脈沖串的有效性。如果有效，則譯出其二進制編碼，并和已經(jīng)存入計算機(42)內(nèi)的各個按扭的編碼比較，無誤時虛擬面板上代表相應按扭的小方框的顏色才會改變；如果無效，則給出錯誤信息，虛擬面板上小方框的顏色不變。(38)是給(39)供電的直流穩(wěn)壓電源。這就是一個紅外遙控發(fā)射器的檢測系統(tǒng)。
接口板的制造首先根據(jù)電路圖(圖2)設計雙面印刷電路板，形狀如圖5的(41)，推薦尺寸190×110mm2，接插部份應與通用微機I／O槽(45)相吻合，板厚1.5～2mm。然后按圖2裝配。
接口板(41)的接插部份與主機I／O槽(45)的連接A2－DATA7(X6的4Y)，A3－DATA6(X6的3Y)，A4－DATA5(X6的2Y)，A5－DATA4(X6的1Y)，A6－DATA3(X5的4Y)，A7－DATA2(X5的3Y)，A8－DATA1(X5的2Y)，A9－DATA0(X5的1Y)，A11－AEN(Y2的G2B)，A22－AD9(Y1的G1)，A23－AD8(Y1的G2A)，A24－AD7(Y1的G2B)，A25－AD6(Y1的A)，A26－AD5(Y1的B)，A27－AD4(Y1的C)，A28－AD3(Y2的C)，A29－AD2(Y2的B)，A30－AD1(Y2的A)，A31－AD0(Y2的G1)，B1－GND，B3－＋5V，B13－10W(13)，B14－10R(12)，B20－計數(shù)脈沖端子(16)，B29－＋5V，B31－GND。
接口板的調(diào)試如果裝配正確，元器件合格，無需調(diào)整就能正常工作，如果不能正常工作，就用示波器根據(jù)圖2和圖3逐級檢查波形，并排除裝配上的錯誤或更換不合格的元器件。支持接口板工作的軟件拷貝在軟盤上隨接口板一起出售，只要操作無誤，便能正常工作。


圖1－接口板方框圖。
圖2－接口板電路圖。
圖3－PPM解調(diào)時序圖。
圖4－軟件工作流程圖。
圖5－接口板的實施例。
權(quán)利要求1.一種用于通用微機的接口板，由一塊帶有元器件的雙面敷銅印刷電路板(41)和26個與通用微機I/O槽相對應的鍍金接插端子(11～16)、(GND×2)、(5V×2)組成，其特征在于A.所說的帶有元器件的印刷電路板(41)的電路是由整形倒相電路(1)、D1觸發(fā)器(2)、與非門I(3)、與非門II(4)、計數(shù)器I(5)、計數(shù)器II(6)、八二選一數(shù)據(jù)選擇器(7)、七二選一數(shù)據(jù)選擇器(8)、三態(tài)八二選一數(shù)據(jù)選擇器(9)、控制邏輯單元(10)和PPM信號輸入端子(17)組成的其連接關係是PPM信號(17)經(jīng)整形倒相電路(1)輸出送到D1觸發(fā)器(2)的CK端，D1觸發(fā)器(2)的輸出端Q和Q分別接與非門I(3)和與非門II(4)的一個輸入端，同時，D1觸發(fā)器(2)的輸出端Q還分別接數(shù)據(jù)選擇器(7)、數(shù)據(jù)選擇器(8)的輸入端A/B和數(shù)據(jù)選擇器(9)的輸入端B8，與非門I、II(3)(4)的另一個輸入端相連后接于計數(shù)脈沖端子(16)，其輸出端分別接到計數(shù)器I(5)和計數(shù)器II(6)的計數(shù)輸入端，計數(shù)器I(5)的低八位輸出信號送入八二選一數(shù)據(jù)選擇器(7)的輸入端A，計數(shù)器II(6)的低八位輸出信號送入八二選一數(shù)據(jù)選擇器(7)的輸入端A，計數(shù)器II(6)的低八位輸出信號送入八二選一數(shù)據(jù)選擇器(7)的輸入端A，計數(shù)器II(6)的低八位輸出信號送入八二選一數(shù)據(jù)選擇器(8)的輸入端A，計數(shù)器II(6)的高七位輸出信號送入七二選一數(shù)據(jù)選擇器(8)的輸入端B，八二選一數(shù)據(jù)選擇器(7)的八位輸出信號送入三態(tài)八二選一數(shù)據(jù)選擇器(9)的輸入端A，七二選一數(shù)據(jù)選擇器(8)的七位輸出信號送入三態(tài)八二選一數(shù)據(jù)選擇器(9)的輸入端B1-B7，三態(tài)八二選一數(shù)據(jù)選擇器(9)的八位輸出信號送入通用微機八位數(shù)據(jù)總線DATA7-DATA0(11)，另外，由通用微要來的IOR輸入輸出讀控制信號(12)、10W輸入輸出寫控制信號(13)、地址總線AD9-AD0(14)、控制線AEN(15)、數(shù)據(jù)線DATA1，輸入控制邏輯單元(10)，控制邏輯單元(10)的輸出信號分別控制三態(tài)八二選一數(shù)據(jù)選擇器(9)的輸入端G和A/B；B.所說的與通用微機I/O槽相對應的鍍金接插端子包括八位數(shù)據(jù)總線DATA7-DATA0(11)、IOR輸入輸出讀控制信號端子(12)、IOW輸入輸出寫控制信號端子(13)、地址總線AD9-AD0(14)、控制線AEN(15)和計數(shù)脈沖端子(16)，與通用微機I/O槽的對應關係是A2-DATA7(X6的4Y)，A3-DATA6(X6的3Y)，A4-DATA5(X6的2Y)，A5-DATA4(X6的1Y)，A6-DATA3(X5的4Y)，A7-DATA2(X5的3Y)，A8-DATAI(X5的2Y)，A9-DATAO(X5的1Y)，A11-AEN(Y2的G2B)，A22-AD9(Y1的G1)，A23-AD8(Y1的G2A)，A24-AD7(Y1的G2B)，A25-AD6(Y1的A)，A26-AD5(Y1的B)，A27-AD4(Y1的C)，A28-AD3(Y2的C)，A29-AD2(Y2的B)，A30-AD1(Y2的A)，A31-ADO(Y2的G1)，B1-GND，B3-+5V，B13-10W(13)，B14-10R(12)，B20-計數(shù)脈沖端子(16)，B29-+5V，B31-GND。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口板，其特征在于所述的計數(shù)器Ⅰ(5)是由C11、C12、C13、C14、組成的，計數(shù)器Ⅱ(6)是由C21、C22、C23、C24組成的，計數(shù)器Ⅰ和計數(shù)器Ⅱ輪換計數(shù)并永不清零，計數(shù)器Ⅰ和計數(shù)器Ⅱ都是16位二進制計數(shù)器，并將其分別分為低八位和高八位，但是高八位的最高位沒有利用，騰出位置來傳送D1觸發(fā)器(2)的輸出端Q的電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口板，其特征在于所述的控制邏輯單元(10)是由地址譯碼器Y1、Y2和或門H1、H2以及D2觸發(fā)器組成的，其內(nèi)部連接是微機數(shù)據(jù)總線DATA1接D2觸發(fā)器輸入端D，D2觸發(fā)器的輸出端Q接X5和X6的輸入端A/B，地址譯碼器Y2輸出端YO分別接或門H1和H2的一個輸入端，H1的另一個輸入端接通用微機輸入輸出讀控制信號IOR(12)，H1的輸出端接X5和X6的輸入端G，H2的另一個輸入端接通用微機輸入輸出寫控制信號IOW(13)，H2的輸出端接D2觸發(fā)器的輸入端CK，地址譯碼器Y1的輸出端Y0接地址譯碼器Y2的輸入端G2A。
專利摘要本實用新型提供了一種用于通用微機以實現(xiàn)PPM解調(diào)的接口板。接口板有兩個計數(shù)器C
文檔編號G06F3/00GK2092782SQ91201338
公開日1992年1月8日 申請日期1991年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月28日
發(fā)明者胡茂洪 申請人:天津通信廣播公司