基于MCU的鎖相環(huán)鎖定時間測量系統(tǒng)設(shè)計

下位機也是基于一個前后臺系統(tǒng)，在一個死循環(huán)內(nèi)等待各中斷響應(yīng)。在單片機向鎖相環(huán)發(fā)送完控制數(shù)據(jù)后開啟外部中斷，若有外部中斷響應(yīng)則在中斷服務(wù)程序中讀取定時器的值，即為鎖定時間，中斷結(jié)束后將定時器清零，以便再次測量；若當(dāng)定時器溢出時仍未收到外部中斷，表明鎖相環(huán)未能鎖定，則發(fā)送未鎖定信息給上位機。這里設(shè)置了3個中斷向量分別為外部中斷、定時器T0中斷、串口中斷。在默認(rèn)情況下它們的中斷優(yōu)先級依次從高到低，為防止不必要的中斷嵌套，在響應(yīng)其中一個中斷服務(wù)時應(yīng)將另兩個中斷關(guān)掉，中斷服務(wù)結(jié)束后再開啟。
AT89C51有兩路定時／計數(shù)器T0，T1。本系統(tǒng)中T1用來設(shè)置串口的波特率，串口有4種工作方式，本文使用方式1，即8位異步通信接口，一幀數(shù)據(jù)有10位，1位起始位，一位停止位。T0用來測量鎖定時間，T0定時器使用系統(tǒng)時鐘的12分頻作為時鐘源，將T0配置為16位定時器模式，所以環(huán)路鎖定時間可由下式確定，單位為μs。
T=(TH0×256+TL0)×Tosc×12 (1)
式中：TH0，TL0分別是在外部中斷服務(wù)程序中讀到的定時器T0的數(shù)據(jù)寄存器高8和低8位；Tosc是單片機外接晶振的振蕩周期，本文外接晶振為12 MHz，即為1／12μs，因此本系統(tǒng)可實現(xiàn)精度為1μs的時間測量。根據(jù)圖2所示的時序圖，單片機向鎖相環(huán)發(fā)送控制數(shù)據(jù)的子程序如下：



4 結(jié)語
本文采用MFC、串口、AT89C51所設(shè)計的測量系統(tǒng)能準(zhǔn)確測量鎖相環(huán)的鎖定時間，精度達(dá)到1μs；并且有很強的通用性，能兼容常見的各類鎖相環(huán)芯片。系統(tǒng)上位機的人機操作界友好，硬件電路結(jié)構(gòu)簡單。