隨機信號幅度甄別與計數(shù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種隨機信號幅度甄別與計數(shù)系統(tǒng)，能對時間和幅度都不確定的隨機信號按幅度進行區(qū)分并對各種幅度的脈沖信號分別進行計數(shù)，系統(tǒng)包括單片機、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、譯碼器、幅度甄別與幅度分離電路、定時計數(shù)器、鎖存器、串行通信電路、復位電路、時鐘電路、顯示器和鍵盤，穩(wěn)壓二極管、可變電阻和幅度甄別與幅度分離電路構(gòu)成隨機信號幅度甄別系統(tǒng)，三片定時計數(shù)器構(gòu)成隨機信號計數(shù)系統(tǒng)，系統(tǒng)將隨機信號劃分為十個不同的幅度等級，有九個計數(shù)通道，每個計數(shù)通道計數(shù)一個幅度等級的隨機信號，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、通道數(shù)多、通用性強，廣泛適用于大氣監(jiān)測、環(huán)境保護、工業(yè)生產(chǎn)、遠程監(jiān)控和自動控制等方面，特別適合于大氣污染塵埃粒子的直徑與數(shù)量的檢測系統(tǒng)。
【專利說明】
隨機信號幅度甄別與計數(shù)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，尤其設(shè)及一種隨機信號幅度甄別與計數(shù) 系統(tǒng)，屬于單片機技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] W計算機為核屯、的隨機信號幅度甄別與計數(shù)系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)監(jiān)控、遠程監(jiān) 測和自動控制等方面已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，目前主要分為四類：（1)W臺式電腦或商用電腦為 核屯、的隨機信號幅度甄別與計數(shù)系統(tǒng)；（2) W單片機為核屯、的隨機信號幅度甄別與計數(shù)系 統(tǒng)；（3) W工業(yè)控制機為核屯、的隨機信號幅度甄別與計數(shù)系統(tǒng)；（4) W專用忍片為核屯、的便 攜式隨機信號幅度甄別與計數(shù)系統(tǒng)。上述隨機信號幅度甄別與計數(shù)系統(tǒng)有的功能全面，通 道數(shù)較多，但結(jié)構(gòu)復雜、體積較大、專業(yè)性強、價格較高、不宜攜帶;有些隨機信號幅度甄別 與計數(shù)系統(tǒng)體積雖小，但通道數(shù)偏少，擴展性不夠，價格不菲，不能適應(yīng)某些場合的應(yīng)用。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、便于攜帶、通道數(shù)多、通用 性強的基于單片機的隨機信號幅度甄別與計數(shù)系統(tǒng)。
[0004] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：隨機信號幅度甄別 與計數(shù)系統(tǒng)包括鎖存器1、鎖存器2、串行通信電路3、鎖存器4、復位電路5、時鐘電路6、單片 機7、高位地址線8、譯碼器9、片選信號線10、定時計數(shù)器11、幅度甄別與幅度分離電路12、定 時計數(shù)器13、隨機信號輸入線14、定時計數(shù)器15、地址總線16、程序存儲器17、數(shù)據(jù)存儲器 18、控制總線19、數(shù)據(jù)總線20、驅(qū)動電路21、顯示器22、驅(qū)動電路23、驅(qū)動電路24、鍵盤25、穩(wěn) 壓二極管Dw、電阻R、排阻RX3、排阻RX6、可變電阻VR1和可變電阻VR2,單片機7、程序存儲 器17、數(shù)據(jù)存儲器18、鎖存器1、鎖存器2、鎖存器4、譯碼器9、復位電路5和時鐘電路6構(gòu)成單 片機處理系統(tǒng)，鎖存器1、鎖存器2、驅(qū)動電路21、驅(qū)動電路23、驅(qū)動電路24和顯示器22構(gòu)成 LED顯示系統(tǒng)，穩(wěn)壓二極管Dw、電阻R、排阻RX3、排阻RX6、可變電阻VR1、可變電阻VR2和幅 度甄別與幅度分離電路12構(gòu)成隨機信號幅度甄別系統(tǒng)，定時計數(shù)器11、定時計數(shù)器13和定 時計數(shù)器15構(gòu)成隨機信號計數(shù)系統(tǒng)；
[0005] 所述的系統(tǒng)設(shè)有一個幅度甄別與幅度分離電路12,設(shè)有Ξ個定時計數(shù)器電路，分 別為定時計數(shù)器11、定時計數(shù)器13和定時計數(shù)器15,幅度甄別與幅度分離電路12外部設(shè)有 穩(wěn)壓二極管Dw、電阻R、排阻RX3、排阻RX6、可變電阻VR1、可變電阻VR2和隨機信號輸入線 14,幅度甄別與幅度分離電路12的"1、18、17號引腳"通過Ξ根導線分別與定時計數(shù)器11的 "11、13、16號引腳"連接，幅度甄別與幅度分離電路12的"16、15、14號引腳"通過Ξ根導線分 別與定時計數(shù)器13的"11、13、16號引腳"連接，幅度甄別與幅度分離電路12的"13、12、11號 引腳'通過S根導線分別與定時計數(shù)器15的"11、13、16號引腳'連接；
[0006] 單片機7通過地址總線16、控制總線19、數(shù)據(jù)總線20與程序存儲器17、數(shù)據(jù)存儲器 18連接，單片機7通過控制總線19、數(shù)據(jù)總線20分別與鎖存器1、鎖存器2、定時計數(shù)器11、接， 單片機通過Ξ根導線與鍵盤25連接，單片機通過Ξ根高位地址線8與譯碼器9連接，譯碼器9 通過屯根片選信號線10依次與程序存儲器17、數(shù)據(jù)存儲器18、鎖存器2、鎖存器1、定時計數(shù) 器11、定時計數(shù)器13、定時計數(shù)器15連接，鎖存器1與顯示器22的字形引腳連接，鎖存器2與 鍵盤25、驅(qū)動電路21、驅(qū)動電路23、驅(qū)動電路24連接，驅(qū)動電路21、驅(qū)動電路23、驅(qū)動電路24 分別與顯示器22的字位引腳連接；
[0007] 所述的系統(tǒng)將隨機信號劃分為十個不同的幅度等級，系統(tǒng)有九個計數(shù)通道，最低 幅度等級的信號不計數(shù)，其余九個幅度等級的信號分別由九個計數(shù)通道計數(shù)，每個計數(shù)通 道計數(shù)一個幅度等級的隨機信號。
[0008] 由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型所具有的優(yōu)點和積極效果是:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、 造價低廉、通道數(shù)多、通用性強，能對時間和幅度都不確定的隨機信號按幅度進行區(qū)分并對 各種幅度的脈沖信號分別進行計數(shù)，廣泛適用于大氣監(jiān)測、環(huán)境保護、工業(yè)生產(chǎn)、遠程監(jiān)控 和自動控制等方面，特別適合與大氣塵埃粒子傳感器配合進行塵埃粒子直徑與數(shù)量的測 量。
【附圖說明】
[0009] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明，本發(fā)明有如下6幅附圖：
[0010] 圖1是隨機信號示意圖；
[0011] 圖2是本實用新型電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0012] 圖3是幅度甄別與幅度分離電路與定時計數(shù)器的連線圖，
[0013] 圖4是幅度甄別與幅度分離電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，
[0014] 圖5是定時計數(shù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，
[0015] 圖6本實用新型整機電路原理圖。
[0016] 在附圖中所標各數(shù)字分別表示如下：
[0017] 1.鎖存器，2.鎖存器，3.串行通信電路，4.鎖存器，5.復位電路，6.時鐘電路，7.單 片機，8.高位地址線，9.譯碼器，10.片選信號線，11.定時計數(shù)器，12.幅度甄別與幅度分離 電路，13.定時計數(shù)器，14.隨機信號輸入線，15.定時計數(shù)器，16.地址總線，17.程序存儲器， 18.數(shù)據(jù)存儲器，19.控制總線，20.數(shù)據(jù)總線，21.驅(qū)動電路，22.顯示器，23.驅(qū)動電路，24.驅(qū) 動電路，25.鍵盤，① -⑩.忍片引腳號，ABC.譯碼輸入線，Dw.穩(wěn)壓二極管，R.電阻，RX 3.排 阻，RX6.排阻，t.時間，V.電壓幅度，V+.電源正極，VR1.可變電阻，VR2.可變電阻，??-巧. 譯碼輸出線。
【具體實施方式】
[0018] 1.根據(jù)圖2至圖6,隨機信號幅度甄別與計數(shù)系統(tǒng)包括鎖存器1、鎖存器2、串行通信 電路3、鎖存器4、復位電路5、時鐘電路6、單片機7、高位地址線8、譯碼器9、片選信號線10、定 時計數(shù)器11、幅度甄別與幅度分離電路12、定時計數(shù)器13、隨機信號輸入線14、定時計數(shù)器 15、地址總線16、程序存儲器17、數(shù)據(jù)存儲器18、控制總線19、數(shù)據(jù)總線20、驅(qū)動電路21、顯示 器22、驅(qū)動電路23、驅(qū)動電路24、鍵盤25、穩(wěn)壓二極管Dw、電阻R、排阻RX 3、排阻RX 6、可變電 阻VR1和可變電阻VR2。
[0019] 2.單片機7、程序存儲器17、數(shù)據(jù)存儲器18、鎖存器1、鎖存器2、鎖存器4、譯碼器9、 復位電路5和時鐘電路6構(gòu)成單片機處理系統(tǒng)，鎖存器1、鎖存器2、驅(qū)動電路21、驅(qū)動電路23、 驅(qū)動電路24和顯示器22構(gòu)成LED顯示系統(tǒng)，穩(wěn)壓二極管Dw、電阻R、排阻RX 3、排阻RX 6、可變 電阻VR1、可變電阻VR2和幅度甄別與幅度分離電路12構(gòu)成隨機信號幅度甄別系統(tǒng)，定時計 數(shù)器11、定時計數(shù)器13和定時計數(shù)器15構(gòu)成隨機信號計數(shù)系統(tǒng)。
[0020] 3.根據(jù)圖3至圖5,系統(tǒng)設(shè)有一個幅度甄別與幅度分離電路12,設(shè)有Ξ個定時計數(shù) 器電路，分別為定時計數(shù)器11、定時計數(shù)器13和定時計數(shù)器15,幅度甄別與幅度分離電路12 外部設(shè)有穩(wěn)壓二極管Dw、電阻R、排阻RX 3、排阻RX 6、可變電阻VR1、可變電阻VR2和隨機信 號輸入線14,幅度甄別與幅度分離電路12的"1、18、17號引腳"通過Ξ根導線分別與定時計 數(shù)器11的"11、13、16號引腳'連接，幅度甄別與幅度分離電路12的"16、15、14號引腳'通過立 根導線分別與定時計數(shù)器13的"11、13、16號引腳"連接，幅度甄別與幅度分離電路12的"13、 12、11號引腳'通過立根導線分別與定時計數(shù)器15的"11、13、16號引腳'連接己個定時計數(shù) 器電路共有九個計數(shù)通道，自左向右分別設(shè)通道編號依次為計數(shù)通道1、計數(shù)通道2、計數(shù)通 道3、依此類推，最低幅度等級的信號不計數(shù)，其余九個幅度等級的信號分別由九個計數(shù)通 道計數(shù)，每個計數(shù)通道計數(shù)一個幅度等級的隨機信號。
[0021] 4.根據(jù)圖6,單片機7通過地址總線16、控制總線19、數(shù)據(jù)總線20與程序存儲器17、 數(shù)據(jù)存儲器18連接，單片機7通過控制總線19、數(shù)據(jù)總線20分別與鎖存器1、鎖存器2、定時計 數(shù)器11、定時計數(shù)器13、定時計數(shù)器15連接，單片機7通過地址總線16、數(shù)據(jù)總線20與鎖存器 4連接，單片機通過Ξ根導線與鍵盤25連接，單片機通過Ξ根高位地址線8與譯碼器9連接， 譯碼器9通過屯根片選信號線10依次與程序存儲器17、數(shù)據(jù)存儲器18、鎖存器2、鎖存器1、定 時計數(shù)器11、定時計數(shù)器13、定時計數(shù)器15連接，鎖存器1與顯示器22的字形引腳連接，鎖存 器2與鍵盤25、驅(qū)動電路21、驅(qū)動電路23、驅(qū)動電路24連接，驅(qū)動電路21、驅(qū)動電路23、驅(qū)動電 路24分別與顯示器22的字位引腳連接。
[0022] 5.單片機7的型號為MCS-51系列中的Intel 8031，程序存儲器17的型號為EPROM 2764,數(shù)據(jù)存儲器18的型號為Intel 6264,譯碼器9的型號為74LS138,定時計數(shù)器11、定時 計數(shù)器13和定時計數(shù)器15的型號為Intel 8253,鎖存器1、鎖存器2和鎖存器4的型號為 7化S373,顯示器22為六個屯段共陰L邸數(shù)碼管，驅(qū)動電路21、驅(qū)動電路23和驅(qū)動電路24的型 號為SN75452,每個驅(qū)動電路驅(qū)動兩個L邸數(shù)碼管，鍵盤25為3X8輕觸黃片式鍵盤。
[0023] 6.工作程序固化在程序存儲器17中，數(shù)據(jù)存儲器18為讀寫存膽器，用于存放采集 的數(shù)據(jù)和運算的結(jié)果，譯碼器9完成存儲器和I/O端口的地址譯碼，鎖存器1作為數(shù)據(jù)鎖存器 提供Lm)顯示器22字形口的段選信號，鎖存器2作為數(shù)據(jù)鎖存器提供鍵盤25的列選信號和 L邸顯示器22字位口的位選信號，鎖存器4作為地址鎖存器鎖存來自數(shù)據(jù)總路線的信號提供 外存所需的低8位地址，顯示器22顯示有關(guān)參數(shù)、運行結(jié)果和計數(shù)數(shù)據(jù)。
[0024] 7.根據(jù)圖3和圖4,幅度甄別與幅度分離電路12的型號為LM3914,電源正極V+的電 壓值為5V，穩(wěn)壓二極管Dw的穩(wěn)壓值為2.4V，電阻R為2K，排阻RX3為1.2KX3,排阻RX6為 1.2KX6,可變電阻VR1為1.2K、可變電阻VR2為1.5K，LM 3914內(nèi)部有十個電壓比較器，自左 向右一字排開，每個電壓比較器有不同的比較電壓，自左向右電壓比較器的比較電壓逐級 升高，可W將輸入信號甄別為十個等級的信號并進行單個或多個電壓比較器輸出，巧與11 腳"相連為單個電壓比較器輸出，輸出信號送到定時計數(shù)器的輸入端，由計數(shù)器進行計數(shù)。
[0025] 8.根據(jù)圖1、圖3和圖4,隨機信號已歸一化處理，最大值為2V，隨機信號劃定為十個 幅度等級，每級0.2V，可變電阻VRl用于調(diào)整計數(shù)幅度的最小閥值，可變電阻VR2用于調(diào)整計 數(shù)幅度的最大閥值，調(diào)整可變電阻VR1使幅度甄別與幅度分離電路12的"4號引腳"電壓值為 0.2V，調(diào)整可變電阻VR2使幅度甄別與幅度分離電路12的"6號引腳"電壓值為2V，則所述的 系統(tǒng)對幅度小于0.2V的信號作為干擾信號不進行計數(shù)，其余九個等級的信號分別由九個計 數(shù)通道進行計數(shù)，即0.2V < V<0.4V的信號由計數(shù)通道1計數(shù)，0.4V < V<0.6V的信號由計 數(shù)通道2計數(shù)，0.6V含V<0.8V的信號由計數(shù)通道3計數(shù)，依次類推。
[0026] 9.上述九個計數(shù)通道的工作在W單片機7為核屯、的計算機系統(tǒng)協(xié)調(diào)下完成，根據(jù) 用戶需求，應(yīng)用程序固化在程序存儲器17中，經(jīng)過定時計數(shù)器計數(shù)后的數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)存 儲器18中，根據(jù)用戶需求，通過鍵盤25的操作，在單片機7的處理下計數(shù)數(shù)據(jù)由顯示器22顯 示，可W輪流顯示九個計數(shù)通道的計數(shù)值，必要時，通過鍵盤27的操作和串行通信電路3的 數(shù)據(jù)傳遞，完成所述系統(tǒng)與電腦之間的數(shù)據(jù)連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享或打印機打印。
【主權(quán)項】
1. 一種隨機信號幅度甄別與計數(shù)系統(tǒng)，包括鎖存器（1)、鎖存器(2)、串行通信電路(3)、 鎖存器(4)、復位電路(5)、時鐘電路(6)、單片機(7)、高位地址線(8)、譯碼器(9)、片選信號 線（10)、定時計數(shù)器（11)、幅度甄別與幅度分離電路（12)、定時計數(shù)器（13)、隨機信號輸入 線（14)、定時計數(shù)器（15)、地址總線（16)、程序存儲器（17)、數(shù)據(jù)存儲器（18)、控制總線 (19)、數(shù)據(jù)總線(20)、驅(qū)動電路(21)、顯示器(22)、驅(qū)動電路(23)、驅(qū)動電路(24)、鍵盤(25)、 穩(wěn)壓二極管(Dw)、電阻(R)、排阻(RX 3)、排阻(RX6)、可變電阻(VRl)和可變電阻(VR2)，單 片機（7)、程序存儲器（17)、數(shù)據(jù)存儲器（18)、鎖存器（1)、鎖存器（2)、鎖存器（4)、譯碼器 (9)、復位電路(5)和時鐘電路(6)構(gòu)成單片機處理系統(tǒng)，鎖存器（1)、鎖存器(2)、驅(qū)動電路 (21)、驅(qū)動電路(23)、驅(qū)動電路(24)和顯示器(22)構(gòu)成LED顯示系統(tǒng)，穩(wěn)壓二極管(Dw)、電阻 (R)、排阻(RX3)、排阻(RX6)、可變電阻(VR1)、可變電阻(VR2)和幅度甄別與幅度分離電路 (12)構(gòu)成隨機信號幅度甄別系統(tǒng)，定時計數(shù)器（11)、定時計數(shù)器（13)和定時計數(shù)器（15)構(gòu) 成隨機信號計數(shù)系統(tǒng)； 其特征在于:所述的系統(tǒng)設(shè)有一個幅度甄別與幅度分離電路（12)，設(shè)有三個定時計數(shù) 器電路，分別為定時計數(shù)器(11)、定時計數(shù)器(13)和定時計數(shù)器(15)，幅度甄別與幅度分離 電路（12)外部設(shè)有穩(wěn)壓二極管(Dw)、電阻(R)、排阻(RX3)、排阻(RX6)、可變電阻(VR1)、可 變電阻(VR2)和隨機信號輸入線（14)，幅度甄別與幅度分離電路(12)的"1、18、17號引腳"通 過三根導線分別與定時計數(shù)器（11)的"11、13、16號引腳"連接，幅度甄別與幅度分離電路 (12)的"16、15、14號引腳"通過三根導線分別與定時計數(shù)器（13)的"11、13、16號引腳"連接， 幅度甄別與幅度分離電路（12)的"13、12、11號引腳"通過三根導線分別與定時計數(shù)器（15) 的"11、13、16號引腳"連接，所述的系統(tǒng)將隨機信號劃分為十個不同的幅度等級，系統(tǒng)有九 個計數(shù)通道，最低幅度等級的信號不計數(shù)，其余九個幅度等級的信號分別由九個計數(shù)通道 計數(shù)，每個計數(shù)通道計數(shù)一個幅度等級的隨機信號。
【文檔編號】G05B19/042GK205485446SQ201620041274
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月12日
【發(fā)明人】馮越
【申請人】鹽城師范學院