摘要随着科技进步，高精度的时间间隔测量技术在航空航天、数字通信、国防和激光测距等方面显得越来越重要了。本文首先介绍了当前在时间间隔测量方面的原理和发展状况。然后基于高频插脉冲方法设计并且制作出了一种基于单片机的高精度的时间间隔测量电路，然后通过软件的编程对电路进行控制，使之能够正常工作。系统主要包括：控制模块、整形脉冲模块、高频时钟产生模块、高频计数模块和发射接收脉冲模块。通过实验验证，本设计的时间间隔测量系统的测量精度可达1ns,量程约为1ms。63556

毕业论文关键词：高精度时间间隔测量  单片机  电路系统

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title  High precision time interval measurement based on single chip microcomputer

Abstract

With the progress of science and technology, the technology of high-precision time interval measurement is becoming more and more important in the aerospace field, defense area, digital communication and laser ranging etc. This passage introduces the principle and development status in time interval measurement firstly. Then it designs a kind of high-precision time interval measurement circuit board, which is based on the microcontroller unit. To allow the circuit board to operate properly, a corresponding program is written. This system concludes five modules as follows: the control module, the launch and receive module, the pulse shaping module, the high frequency clock generation module and counting module. In the end, experiments show that the precision of this system is less than 1ns, and the measurement range is about 1ms.

Keywords: high-precision time interval measurement; microcontroller unit; circuit system

1 绪论 1

1.1课题的研究背景和意义 1

1.2研究现状 1

1.2.1 插脉冲法 1

1.2.2 模拟法 2

1.2.3 时间—电压转换方法 6

2 系统设计 10

2.1高精度时间间隔测量模块设计 10

2.2 C8051F120单片机控制系统 11

2.2.1 JTAG接口 12

2.2.2系统时钟 12

2.2.3 GPI/O接口 13

2.2.5 串行接口 15

3 硬件设计 16

3.1高精度时间间隔测量电路 16

3.1.1 频率合成器电路 17

3.1.2时钟分配器电路 20

3.1.3 ECL八位二进制计数器 21

3.1.4电平转换 23

3.1.5计数器串联电路 23

3.2脉冲产生和接收电路 24

3.2.1脉冲产生电路 24

3.2.2脉冲整形和接收电路 25

3.3本章小结 26

4 软件设计 28

4.1 系统开发环境和平台 28

4.2 系统主程序设计 28

4.3 数字滤波技术 29

4.3.1滑动平均法 29

4.3.2 中位值法