某測試設備故障監測系統的設計

　　電壓信號的測量

　　雖然測試設備待測電壓路數較多，但其產生的電壓都是順序執行的信號，考慮到線形光隔AD215和A/D板DIAMOND-MM-AT的費用較高，為降低開發成本、簡化電路設計和縮小電路板體積，本監測診斷系統采用了多路復用技術，這樣A/D板使用單個A/D測量通道就可測量多個信號。A/D轉換器采集完一個通道后，PCM3350發出指令控制模擬開關動作，轉換到另一個通道并進行采集，然后再轉換到下一個通道，如此往復。采集原理如圖4所示。

　　時間測量模塊的設計

　　根據測試設備的工作情況，本監測診斷系統要求的最大計時量應為3s，而一個帶4MHz時鐘的16位計時器最長計時時間僅為16.384ms，所以測量時間時需將二個16位計數器級聯成32位來工作，這樣計時器最長計時時間可達1073.742s。在硬件設計上，系統通過將計數器1和計數器2級聯，即將計數器1的OUT1接至計數器2的CLK2，門控信號GATE1和GATE2均由ONYX-MM-XT板上82C55#2的B5口來控制，CLK1端接頻率為4MHz的標準頻率源。通過設定計數器2的初始計數值并在計數結束后讀取其計數值，利用一定的換算關系即可計算出測得的時間，測量原理如圖5所示。

　　頻率測量模塊的設計

　　定時的實現

　　由于ONYX-MM-XT板上自帶的標準輸入時鐘頻率為4MHz，而系統需要測量的信號頻率為3KHz，因此，該頻率的測量即是一個對8254定時0.01s并對信號進行計數30的測量，由此可得定時器的計數值為：

　　設計上仍是按圖8將計數器1、2級聯作為定時器，每到0.01s就觸發中斷INT7，其工作方式設置如下：計數器1工作于方式2，計數器2工作于方式0。設計數器1的計數初值為N1，計數器2的計數初值為N2，只要保證N1×N2=40000，然后將各自的計數初值送入相應的寄存器、打開門控信號并啟動計數器即可實現定時。

　　測頻的實現

　　根據系統的設計要求，結合被測頻率信號的特點，各計數器的工作方式分別設定為：計數器0工作于方式4、計數器1工作于方式2、計數器2工作于方式0。其中，計數器0的CLK0端接被測頻率fx作為事件計數器，計數器1的CLK1端接4MHz的標準輸入時鐘頻率f0，計數器1與計數器2形成串聯結構作為定時器，GATE0、GATE1和GATE2均受82C55#2的B5口控制。這樣，被測頻率fx的值可通過下面的公式來計算：

　　其中，N0為計數器0的當前計數值，0xFFFF為計數器0的計數初值。頻率信號測量的原理如圖5所示。