可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统、测量方法技术方案

本发明专利技术属于脉冲信号采集处理的技术领域，为了解决现有技术中脉冲信号测量功能单一和对硬件要求高的技术问题，提供一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统、测量方法；所述测量系统包括：控制指令接收模块，设置成能够接收输出脉冲信号频率或输出脉冲信号计数指令；数据处理模块，设置成获取预定数量的数据包对应的计数值；当接收到需要输出脉冲信号计数指令时，按照第一预定算法计算脉冲信号计数值Z；当接收到需要输出脉冲信号频率指令时，按照第二预定算法计算当前脉冲信号频率F；其中，当所述预定数量包的个数N，第n个数据包的计数值为Cn，N和n分别为正整数；并且：第一预定算法为：Zn＝Cn‑Cn‑1；第二预定算法为：

【技术实现步骤摘要】
可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统、测量方法
本专利技术涉及脉冲信号采集处理的
，尤其涉及可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统、测量方法；更具体地，涉及一种信号类型为方波信号、阈值范围可配置、脉冲信号频率范围是1Hz～10KHz，对应的可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统、测量方法。
技术介绍
脉冲信号是传感器以及检测仪表中应用较多的信号形式，所以对脉冲信号的检测对工业控制过程显得非常重要。例如，中国专利申请号为201010609782.0的专利中公开了一种，利用了现代单片微处理器的定时器中比较器单元与捕捉器单元的硬件功能，实现对脉冲信号周期测量方法。另一份中国专利申请号为200920247176.1的专利申请中还公开了一种脉冲信号频率电子自动记录仪，可记录并统计随机脉冲信号的频率。但是专利技术人在实现本专利技术的过程中发现：现有技术一般仅针对测频或者计数功能实现其中一种；而且对于精准频率计算都采用M法、T法或者M/T法混合，计算方法相对复杂，对单片机性能要高求；对于输入信号的范围也有严格的要求，一般都是经过调理后的弱信号。因此本领域技术人员迫切开发出一种能够脉冲信号测量达到以下目的的技术方案：一、在一个系统中通过软件指令配置实现脉冲计数和测频功能的切换；二、对单片机性能要求低，适用于工业控制领域，应用简单计算方法实现快速有效采集；三、硬件电路设计输入信号电压阈值范围广泛，可根据不同电压范围进行配置。需要说明的是，上述内容仅仅是为了本领域技术人员更加容易理解本申请而进行的阐述，并非全部属于现有技术；尤其是上述解释中提及本领域技术人员希望脉冲信号测量达到目的相关的内容，属于本专利申请
技术实现思路
的一部分。
技术实现思路
为了解决现有技术中脉冲信号测量功能单一和对硬件要求高的技术问题，本专利技术提供一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统、测量方法，能够实现脉冲计数和测频功能的切换，且对硬件要求不高，适用范围广。为了实现上述目的，本专利技术提供的技术方案包括：本专利技术一方面提供一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统，其特征在于，包括：控制指令接收模块，设置成能够接收输出脉冲信号频率或输出脉冲信号计数指令；数据处理模块，设置成获取预定数量的数据包对应的计数值；当所述控制指令接收模块接收到需要输出脉冲信号计数指令时，按照第一预定算法计算脉冲信号计数值Z；当所述控制指令接收模块接收到需要输出脉冲信号频率指令时，按照第二预定算法计算当前脉冲信号频率F；其中，当所述预定数量包的个数N，第n个数据包的计数值为Cn，N和n分别为正整数；并且：所述第一预定算法为：Zn＝Cn-Cn-1；所述第二预定算法为：本专利技术实施例优选地，当所述控制指令接收模块接收到需要输出脉冲信号计数指令时，所述测量系统处于计数模式，并将按照第一预定算法计算所述脉冲信号计数值Z之后，上传所述当前脉冲信号计数值Z，当前计数值为指定值时，自动清零，从零开始重新计数。本专利技术实施例优选地，所述数据处理模块预定时间内重新获取一次数据包，并将最早接收的数据包剔除掉，然后将最新的数据包作为第n个数据包，且最新的数据包计数值为Cn，之前第n个数据包为第n-1个数据包，且之前第n个数据包的计数值为Cn-1。本专利技术实施例优选地，所述控制指令接收模块和所述数据处理模块分别设置在单片机内，所述单片机还设置有并行总线接口，所述并行总线接收能够接收来自CPLD中并行总线接口发送数据包对应的计数值；并且所述CPLD通过内部的定时中断模块每隔预定时长向所述单片机发送一次中断信号。本专利技术实施例优选地，所述CPLD内还设置有对抖动信号进行滤波处理的滤波模块，以及与所述滤波模块连接的计数模块，所述计数模块设置成将所述滤波模块处理后的信号通过16位的计数模块进行计数处理；并且定时中断模块设置的预定时长到达时，所述单片机通过并行总线接收来自所述计数模块处理后数据包对应的计数值。本专利技术实施例优选地，待测量脉冲信号经过直流滤波、整形、隔离后，才输入至所述CPLD。本专利技术另一方面还提供一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量方法，其特征在于，包括：S1、接收输出脉冲信号频率或输出脉冲信号计数指令；S2、获取预定数量的数据包对应的计数值；S3、当所述控制指令接收模块接收到需要输出脉冲信号计数指令时，按照第一预定算法计算脉冲信号计数值Z；当所述控制指令接收模块接收到需要输出脉冲信号频率指令时，按照第二预定算法计算当前脉冲信号频率F；其中，当所述预定数量包的个数N，第n个数据包的计数值为Cn，N和n分别为正整数；并且：所述第一预定算法为：Zn＝Cn-Cn-1；所述第二预定算法为：本专利技术实施例优选地，所述方法还包括：接收到需要输出脉冲信号计数指令时，所述测量系统处于计数模式，并将按照第一预定算法计算所述脉冲信号计数值Z之后，上传所述当前脉冲信号计数值Z，当前计数值为指定值时，自动清零，从零开始重新计数。本专利技术实施例优选地，所述方法还包括：预定时间内重新获取一次数据包，并将最早接收的数据包剔除掉，然后将最新的数据包作为第n个数据包，且最新的数据包计数值为Cn，之前第n个数据包为第n-1个数据包，且之前第n个数据包的计数值为Cn-1。本专利技术实施例优选地，所述步骤S1之前还包括：对所述脉冲信号中的抖动信号进行滤波处理，并将所述滤波模块处理后的信号通过16位的计数模块进行计数处理；并且预定时长到达时，执行所述步骤S2：接收处理后数据包对应的计数值。采用本申请提供的上述技术方案，可以至少获得以下有益效果中的一种：1、通过输入期望的指令，可选择性输出脉冲信号频率与计数，即当需要输出脉冲信号频率时，输入期望得到脉冲信号频率的指令，当需要输出脉冲信号计数结果时，输入期望得到脉冲信号计数的指令；这样可以方便、快速地得到两种结果中的任意一种。2、计算方法简单，可移植性强；对单片机性能要求低，适用于工业控制领域，应用简单计算方法实现快速有效采集，尤其能够满足核电站DCS脉冲流量计和电量信号的测量需求。3、阈值输入范围广，可根据硬件电路设计不同的阈值范围；例如，硬件电路设计上，通过焊接不同稳压值的钳位二极管，以及相应的阻容配比电路，可以实现不同阈值电压信号的采集。4、数据采集的过程中，可以通过中断信号自动采集，并且按照预定算法，自动更新最新的计算结果，整个过程自动进行，测试效率高。专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书变得显而易见，或者通过实施本专利技术的技术方案而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统的内部框图。图2为本专利技术实施例一提供的一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量方法的流程图。图3为本专利技术实施例二提供的一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统的硬件设计示意图。图4为本专利技术实施例二提供的一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统中CPLD和MCU的连接示意图。图5为本专利技术实施例二提供的一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统中CPLD内部处理流程图。图6为本专利技术实施例二提供的一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统中MCU内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统，其特征在于，包括：控制指令接收模块，设置成能够接收输出脉冲信号频率或输出脉冲信号计数指令；数据处理模块，设置成获取预定数量的数据包对应的计数值；当所述控制指令接收模块接收到需要输出脉冲信号计数指令时，按照第一预定算法计算脉冲信号计数值Z；当所述控制指令接收模块接收到需要输出脉冲信号频率指令时，按照第二预定算法计算当前脉冲信号频率F；其中，所述预定数量包的个数为N，第n个数据包的计数值为Cn，N和n分别为正整数；并且：所述第一预定算法为：Zn＝Cn‑Cn‑1；所述第二预定算法为：

【技术特征摘要】
1.一种可选择性输出脉冲信号频率与计数的测量系统，其特征在于，包括：控制指令接收模块，设置成能够接收输出脉冲信号频率或输出脉冲信号计数指令；数据处理模块，设置成获取预定数量的数据包对应的计数值；当所述控制指令接收模块接收到需要输出脉冲信号计数指令时，按照第一预定算法计算脉冲信号计数值Z；当所述控制指令接收模块接收到需要输出脉冲信号频率指令时，按照第二预定算法计算当前脉冲信号频率F；其中，所述预定数量包的个数为N，第n个数据包的计数值为Cn，N和n分别为正整数；并且：所述第一预定算法为：Zn＝Cn-Cn-1；所述第二预定算法为：2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，当所述控制指令接收模块接收到需要输出脉冲信号计数指令时，所述测量系统处于计数模式，并将按照第一预定算法计算所述脉冲信号计数值Z之后，上传所述当前脉冲信号计数值Z，当前计数值为指定值时，自动清零，从零开始重新计数。3.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述数据处理模块预定时间内重新获取一次数据包，并将最早接收的数据包剔除掉，然后将最新的数据包作为第n个数据包，且最新的数据包计数值为Cn，之前第n个数据包为第n-1个数据包，且之前第n个数据包的计数值为Cn-1。4.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述控制指令接收模块和所述数据处理模块分别设置在单片机内，所述单片机还设置有并行总线接口，所述并行总线接收能够接收来自CPLD中并行总线接口发送数据包对应的计数值；并且所述CPLD通过内部的定时中断模块每隔预定时长向所述单片机发送一次中断信号。5.根据权利要求4所述的测量系统，其特征在于，所述CPLD内还设置有对抖动信号进行滤波处理的滤波模块，以及与所述滤波模块连接的计数模块，所述计数模块设置成将所述滤波模块处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔亚军，江国进，孙永滨，白涛，石桂连，马建新，谢逸钦，张晓冬，王道斌，史雄伟，
申请(专利权)人：北京广利核系统工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11