專利名稱：一種基于cpld技術(shù)的超聲液體流量檢測儀用時間測量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種時間測量電路，尤其是一種基于CPLD(復(fù)雜可編程邏輯控制器件)技術(shù)的超聲液體流量檢測儀用時間測量電路。
背景技術(shù)：
在超聲液體流量檢測儀表中，對測時精度的要求是很高的，以直徑是25mm的超聲波流量計為例，采用V形的安裝方法，信號的傳播時間大約在36微秒，與流量成比例關(guān)系的時間差僅為20納秒，要保證一定的精度，用一般的方法很難實現(xiàn)，目前的技術(shù)主要是從提高頻率的角度加以解決，為了達(dá)到5納秒的精度，就要求有200兆赫茲的計時頻率，或者采用PLL(鎖相環(huán)倍頻)的辦法，將低頻的信號進(jìn)行倍頻到所要求的頻率。
上述提高測時精度的手段分別存在以下缺陷1、原有技術(shù)在提高頻率的同時增加了系統(tǒng)的功耗，電路長期工作在高頻(50Mhz)以上時電量的消耗較大，難以用來滿足電池供電的要求。
2、原有技術(shù)在使用高頻計數(shù)時，增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，并且頻率達(dá)到一定的值，難以找到合適的計時芯片，在目前的技術(shù)條件下，難以進(jìn)一步提高頻率。
3、原有采用PLL(鎖相環(huán)倍頻)的辦法，電路復(fù)雜，溫度性能差，不宜批量生產(chǎn)，難以小型化。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種功耗低、穩(wěn)定性好、電路簡單的基于CPLD技術(shù)的超聲液體流量檢測儀用時間測量電路。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種基于CPLD技術(shù)的超聲液體流量檢測儀用時間測量電路，包括2個計數(shù)器、D觸發(fā)器、3個反相器、與門、停止信號連接點、時鐘信號連接點、清除信號連接點，其特征是一反相器與與門連結(jié)組成振蕩器，該振蕩器的輸入端與停止信號連接點連接、輸出端與一計數(shù)器連接；另一計數(shù)器經(jīng)與第2個反相器連接后再與停止信號連接點連接，該計數(shù)器同時與時鐘信號連接點、清除信號連接點直接連接；前述的與振蕩器連接的計數(shù)器還與清除信號連接點直接連接；D觸發(fā)器分別與停止信號連接點、時鐘信號連接點、清除信號連接點直接連接，D觸發(fā)器還與兩計數(shù)器共同連接，D觸發(fā)器同時經(jīng)與第3個反相器連接后再與振蕩器連接的計數(shù)器連接。
進(jìn)一步，上述的兩計數(shù)器為8位或更高位的計數(shù)器。
由于采用了上述技術(shù)方案，反相器和與門組成的振蕩器連接的計數(shù)器用來對該振蕩器進(jìn)行計數(shù)，另一計數(shù)器對系統(tǒng)提供的由時鐘信號連接點輸入的標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號進(jìn)行計數(shù)；對于D觸發(fā)器，當(dāng)時鐘信號為低電平、停止信號還沒有到達(dá)時，對系統(tǒng)提供的時鐘信號進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器正常計數(shù)時鐘信號脈沖，D觸發(fā)器與第3個反相器連接的輸出端為低電平，反相器與與門組成的振蕩器不進(jìn)行振蕩，當(dāng)停止信號到達(dá)時，停止信號立即為高電平，此時對系統(tǒng)提供的時鐘信號進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器停止計數(shù)，由于停止信號是高電平信號，促使反相器與與門組成的振蕩器產(chǎn)生振蕩信號，由于D觸發(fā)器與第3個反相器連接的輸出端沒有發(fā)生翻轉(zhuǎn)輸出保持為零，輸出信號將保持低電平直到下一個時鐘信號脈沖高電平的到來，所以反相器與與門組成的振蕩器連接的計數(shù)器將反相器與與門組成的振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號記下，當(dāng)下一個時鐘信號脈沖的上升沿到達(dá)時刻，D觸發(fā)器與第3個反相器連接的輸出端發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出為高電平，經(jīng)反相導(dǎo)致反相器與與門組成的振蕩器連接的計數(shù)器停止計數(shù)并且保持計數(shù)的數(shù)據(jù)不變，直到清除信號連接點有清除信號輸入為止。
本實用新型采用低功耗的CPLD技術(shù)，采用低頻時鐘信號進(jìn)行大范圍的時間計數(shù)、采用CPLD內(nèi)部產(chǎn)生的高頻振蕩進(jìn)行尾數(shù)計數(shù)的辦法，假設(shè)低頻信號采用4MHz的計時時鐘信號進(jìn)行計時，在停止計數(shù)信號到達(dá)時刻，啟動內(nèi)部的高頻振蕩，當(dāng)?shù)皖l信號的下一個脈沖到達(dá)時刻，停止高頻振蕩器及其計數(shù)器，這樣，高頻振蕩器也就工作在250納秒的時間范圍內(nèi)，降低了電路的平均功耗。并本電路能夠達(dá)到1ns的計時準(zhǔn)確度，采用目前更高頻的CPLD器件可以達(dá)到更高的時間分辨率。上述電路都在一片CPLD芯片內(nèi)部實現(xiàn)，電路簡單。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
附圖為本實用新型各電子元件的連接電路圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型的一實施例作具體說明。如圖所示的實施例，是用于超聲波流量計的基于CPLD技術(shù)的時間測量電路，包括停止信號連接點1、時鐘信號連接點2、清除信號連接點3和反相器507、與門533、D觸發(fā)器211、8位計數(shù)器529和8位計數(shù)器530、反相器531、反相器532。與門533的輸出端與反相器507的輸入端連接，與門533的輸入端5332與反相器507的輸出端連接，這樣，與門533與反相器507就連結(jié)組成振蕩器，該振蕩器的輸入端即與門的輸入端5331與停止信號連接點1，該振蕩器的輸出端即與門533的輸出端、也即反相器507的輸入端與8位計數(shù)器530的信號輸入端5301連接；8位計數(shù)器529的信號輸入端CAI與反相器531的輸出端連接，反相器531的輸入端與停止信號連接點1連接，該8位計數(shù)器529的信號輸入端5291與時鐘信號連接點2直接連接，該8位計數(shù)器529的信號輸入端CD與清除信號連接點3直接連接；8位計數(shù)器530的信號輸入端CD與清除信號連接點3直接連接；D觸發(fā)器的連接端D與停止信號連接點1直接連接，D觸發(fā)器的連接端2111與時鐘信號連接點2直接連接，D觸發(fā)器的連接端C與清除信號連接點3直接連接，D觸發(fā)器的連接端C還與8位計數(shù)器530的連接端CD、8位計數(shù)器529的連接端CD共同連接，D觸發(fā)器的輸出端Q與反相器532的輸入端連接，反相器532的輸出端與8位計數(shù)器530的信號輸入端CAI連接。這樣，就組成本實用新型的電路連接圖如附圖。
上述的電路連接中，8位計數(shù)器530用來對與門533與反相器507組成的振蕩器進(jìn)行計數(shù)，8位計數(shù)器529對系統(tǒng)提供的由時鐘信號連接點2輸入的標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號進(jìn)行計數(shù)；當(dāng)輸入的時鐘信號為低電平、停止信號還沒有到達(dá)時，對系統(tǒng)提供的時鐘信號進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器529正常計數(shù)時鐘信號脈沖，D觸發(fā)器211的輸出端Q為低電平，反相器507與與門533組成的振蕩器不進(jìn)行振蕩；當(dāng)停止信號到達(dá)時，停止信號立即為高電平，此時對系統(tǒng)提供的時鐘信號進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器529停止計數(shù)，由于停止信號是高電平信號，促使反相器507與與門533組成的觸發(fā)器產(chǎn)生振蕩信號，由于D觸發(fā)器的輸出端Q沒有發(fā)生翻轉(zhuǎn)，因此輸出端Q的輸出保持為零，輸出信號將保持低電平直到下一個時鐘信號脈沖高電平的到來，所以計數(shù)器530將反相器507與與門533組成的觸發(fā)器產(chǎn)生的振蕩信號記下，當(dāng)下一個時鐘信號脈沖的上升沿到達(dá)時刻，D觸發(fā)器的輸出端Q發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出為高電平，經(jīng)反相導(dǎo)致計數(shù)器530停止計數(shù)并且保持計數(shù)的數(shù)據(jù)不變，直到清除信號連接點有清除信號輸入為止。
權(quán)利要求1.一種基于CPLD技術(shù)的超聲流量檢測儀用時間測量電路，包括計數(shù)器、D觸發(fā)器(211)、反相器、與門(533)、停止信號連接點(1)、時鐘信號連接點(2)、清除信號連接點(3)，上述計數(shù)器包括計數(shù)器(529)和計數(shù)器(530)等2個，上述反相器包括反相器(507)和反相器(531)、反相器(532)等3個，其特征是與門(533)的輸入端(5332)與反相器(507)的輸出端連接，同時與門(533)的輸出端與反向器(507)的輸入端相連結(jié)組成振蕩器，該振蕩器的輸入端即與門的輸入端(5331)接停止信號連接點(1)，該振蕩器的輸出端即與門(533)的輸出端、也即反相器(507)的輸入端與計數(shù)器(530)的信號輸入端(5301)連接；計數(shù)器(529)的信號輸入端(CAI)與反相器(531)的輸出端連接，反相器(531)的輸入端與停止信號連接點(1)連接，該計數(shù)器(529)的信號輸入端(5291)與時鐘信號連接點(2)直接連接，該計數(shù)器(529)的信號輸入端(CD)與清除信號連接點(3)直接連接；計數(shù)器(530)的信號輸入端(CD)與清除信號連接點(3)直接連接；D觸發(fā)器(211)的連接端(D)與停止信號連接點(1)直接連接，D觸發(fā)器(211)的連接端(2111)與時鐘信號連接點(2)直接連接，D觸發(fā)器(211)的連接端(C)與清除信號連接點(3)直接連接，D觸發(fā)器(211)的連接端(C)還與計數(shù)器(530)的信號輸入端(CD)、計數(shù)器529的信號輸入端(CD)共同連接，D觸發(fā)器(211)的輸出端(Q)與反相器(532)的輸入端連接，反相器(532)的輸出端與計數(shù)器(530)的信號輸入端(CAI)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CPLD技術(shù)的超聲流量檢測儀用時間測量電路，其特征是計數(shù)器(529)、計數(shù)器(530)都是8位或更高位數(shù)計數(shù)器。
專利摘要本實用新型公開了一種基于CPLD技術(shù)的超聲流量檢測儀用時間測量電路，該電路包括一反相器與與門連結(jié)組成振蕩器，該振蕩器的輸入端接停止信號連接點、輸出端與一8位計數(shù)器連接；另一8位計數(shù)器經(jīng)與第2個反相器連接后再與停止信號連接點連接，該8位計數(shù)器同時與時鐘信號連接點、清除信號連接點直接連接；前述的與振蕩器連接的8位計數(shù)器與清除信號連接點直接連接；D觸發(fā)器分別與停止信號連接點、時鐘信號連接點、清除信號連接點直接連接，D觸發(fā)器還與兩8位計數(shù)器共同連接，D觸發(fā)器同時經(jīng)與第3個反相器連接后再與與振蕩器連接的8位計數(shù)器連接。該電路功耗低、穩(wěn)定性好、電路簡單。
文檔編號H03K21/00GK2874569SQ200620068910
公開日2007年2月28日 申請日期2006年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月23日
發(fā)明者王學(xué)明, 果紅軍 申請人:江蘇環(huán)能工程有限公司