专利名称：一种多功能频率计数器集成电路芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及集成电路芯片，特别是一种适用于电子数码信号处理分析，集成 线路设计、制造及测试等技术的多功能频率计数器集成电路芯片。
背景技术：
近年来随着数字化的集成线路设计，制造及测试等技术突飞猛进.尤其是半导 体前端设计有许多工具(FPGA)，频率计数器的电路芯片被广泛重视，一般市面上的频率 计数器集成电路芯片，从早期的7216D/7226D芯片，到近期新的频率计数芯片虽然都能 实现器频率计数的基本功能，但是随着科技的发展，其性能不能满足如今的相应要求，且 成本高。专业的计数仪器除了量测频率数值(Frequency)功能外，一般都会有脉冲宽度 (Pulse Width)，比率(Ratio)，周期(Period)，时间间隔(Time Interval)，工作周期(Duty Cycle)，闸门时间(Gate Time)...等量测功能.但一般泛用的芯片产品都只有其中两三个 功能而已，一般的芯片不提供显示驱动接口等，直接导致了该类电路芯片生产成本大，线路 复杂，质量难以保证。
发明内容本实用新型的目的是提供一种多功能频率计数器集成电路芯片，融合电子数码信 号处理分析、集成线路设计、制造与测试等技术。这种集成芯片能有效降低成本，有效提高
广品质量。为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种多功能频率计数器集成电路芯片包 括32位二进制计数器、数值处理单元、量测功能控制单元、显示驱动线路、显示数据/功 能控制扫描输出单元、基准频率处理单元和间门时间控制、电源控制单元。其中所述的32 位二进制计数器共有两个通道，可分别和一起计算输入信号的脉冲。所述的显示驱动线路 包括LED驱动和IXD驱动。所述的显示数据/功能控制扫描输出单元共有DO到DlO数据 输出扫瞄信号，搭配功能，模式，控制等脚位来决定各项量测功能。该芯片除量测频率数值 (Frequency)功能外，还有脉冲宽度(Pulse Width)，比率(Ratio)，周期(Period)，时间间 隔(Time Interval)，工作周期(Duty Cycle)，闸门时间(Gate Time)···等量测功能。
图1多功能频率计数器集成电路芯片实际控制方块图；图2多功能频率计数器集成电路芯片管脚图；图3使用LED输出方式的工作原理图；图4使用IXD输出方式的工作原理图；图5多功能频率计数器显示数据/功能控制扫描输出单元图；图6测量模式下计数器RESET、B⑶显示图。
具体实施方式
本实用新型提供一种多功能频率计数器集成电路芯片包括32位二进制计数器、 数值处理单元、量测功能控制单元、显示驱动线路、显示数据/功能控制扫描输出单元、基 准频率处理单元和间门时间控制、电源控制单元。其中所述的32位二进制计数器共有两个 通道，可分别和一起计算输入信号的脉冲。所述的显示驱动线路包括LED驱动和LCD驱动。 所述的显示数据/功能控制扫描输出单元共有DO到DlO数据输出扫瞄信号，搭配功能，模 式，控制等脚位来决定各项量测功能。该芯片除量测频率数值(Frequency)功能外，还有脉 冲宽度(Pulse Width)，比率(Ratio)，周期(Period)，时间间隔(Time Interval)，工作周 期(Duty Cycle)，闸门时间(Gate Time)...等量测功能。以下对实用新型的各单元的输入输出信号及其作用加以说明(1)32位二进制计数器共有两通道，分别或一起计算输入信号的脉冲。(2)数值处理单元将Counter所得数值，依照量测功能控制单元的设定，做数值 转换。(3)量测功能控制单元依DO到DlO数据输出扫瞄信号，搭配功能，模式，控制等 脚位来决定各项量测功能。(4)显示驱动线路将显示数据依LED或IXD输出格式做准位驱动。(5)显示数据/功能控制扫瞄输出单元为节省脚位，缩小芯片体积，其”显示数 据”与”功能句柄”采取扫瞄分别输出的方式。(6)基准频率处理将基准频率做准位转换，并可输出供同步或其它用途。(7)闸门时间控制一不同量程设定，控制不同的闸门时间(Gate Time).得到不 同的数值分辨率。(8)电源控制供应芯片各个方块的电源所需。图3所示的多功能频率计数器集成电路芯片在LED输出模式下的MODEO量测功 能。1、FREQUENCY 量测功能开关选择FUNCTI0NCONTROL PIN 连接到 DlO量测规格0.OlHz 200MHz CMOS INPUT.附属功能(1) CHA, CHB 输入切换。CONTROL 2NC 时为 CHA 输入，CONTROL 2 连接到 DlO 时为 CHB 输入。(2)0. 01s/0. ls/ls/10s/EXT GATE TIME 切换。GATE TIME CONTROL PIN 连接到 DlO 时为 0. 01S,连接到 D9 时为 0. IS,连接到 D8 时为is，连接到D7时为10S，连接到D6时为EXT GATE TIME。(3)DATAH0LD、MIN HOLD、MAX HOLD 功能。CONTROL 2连接到D7时为DATA HOLD,连接到D6时为MIN HOLD,连接到D5时为 MAX HOLD。(4)INPUT PRESCALE 功能。PRESCALE CONTROL PIN NC时为1/1输入，连接到DlO时为1/256输入，连接到D9 时为1/128输入，连接到D8时为1/64输入，连接到D7时为1/32输入，连接到D6时为1/16输入，连接到D5时为1／8输入，连接到D4时为1／4输入，连接到D3时为1／2输入．[0034]显示说明见附图5[0035]DPIP OF E—12DP2n oF E一9[0036]DP3u OF E一6DP4m OF E一3[0037]DP5k OF E] DP6M OF E6[0038]DP7G OF E0DP8、DP9、DPl0小数点[0039]显示位数当输入频率小于10MHz时[0040]GA／E／IME一0．0lS显示5位数。[0041] GA／E／IME一0．1S显示6位数。[0042]GA／E／IME—lS显示7位数。[0043]GA／E／IME一10s显示8位数。[0044] GA／E／IME—EX／GA／E／IME以其有效位数显示。[0045]输入频率大于10MHz时，以输入频率有效位数显示。[0046]前者显示位数若大于CON／ROL l控制之显示位数时，只显示CON／ROL l控制之显示位数且OVERFLOW LIGHT ON．[0047]LED2显示LED2与D10连接之LED ON．[0048]2、PERIOD量测功能[0049]开关选择FUNC／ION CON／ROL PIN连接到D9[0050]量测规格0．01Hz一200MHz CMOS INPUT．[0051] 附属功能[0052](1)CHA，CHB输入切换。[0053]CON／ROL 2NC时为CHA输入，CONTROL 2连接到D10时为CHB输入。[0054](2)0．0ls／o．1s／1s／10s／EXT GATE TIME切换。[0055]GA／E／IME CON／ROL PIN连接到D10时为0．01S，连接到D9时为0．1S，连接到D8时为lS，连接到D7时为10S，连接到D6时为EX／GA／E／IME。[0056](3)DA／AHOLD、MIN HOLD、MAX HOLD功能。[0057]CON／ROL 2连接到D7时为DA／A HOLD，连接到D6时为MIN HOLD，连接到D5时为MAX HOLD。[0058](4)INPU／PRESCALE功能。[0059]PRESCALE CON／ROL PIN NC时为1／1输入，连接到D10时为1／256输入，连接到D9时为1／128输入，连接到D8时为1／64输入，连接到D7时为1／32输入，连接到D6时为1／16输入，连接到D5时为1／8输入，连接到D4时为1／4输入，连接到D3时为1／2输入．[0060]显示说明见附图5[0061] DPIP。r E—12DP2n oF E一9[0062]DP3u。r E一6DP4In oF E一3[0063]DP5k。r E] DP6M。r E6[0064]DP7G。r E9DP8、DP9、DPl0小数点[0065]显示位数当输入频率小于10MHz时[0066]GA／E／IME一0．0lS显示5位数。[0067]GATE TIME = 0. Is显示 6 位数。GATE TIME = Is显示 7 位数。GATE TIME = IOs显示 8 位数。GATE TIME = EXT GATE TIME 以其有效位数显示。输入频率大于IOMHz时，以输入频率有效位数显示。前者显示位数若大于CONTROL 1控制之显示位数时，只显示CONTROL 1控制之显 示位数且 OVERFLOW LIGHT ON。LED2 显示LED2 与 D9 连接之 LED ON3、RATIO 量测功能开关选择FUNCTI0NCONTROL PIN 连接到 D8量测规格0.OlHz 200MHz CMOS INPUT.附属功能(1) CHA/CHB, CHB/CHA 输入切换。CONTROL 2NC 时为 CHA/CHB，CONTROL 2 连接到 DlO 时为 CHB/CHA。(2)0. 01s/0. ls/ls/10s/EXT GATE TIME 切换。GATE TIME CONTROL PIN 连接到 DlO 时为 0. 01s，连接到 D9 时为 0. ls，连接到 D8 时为ls，连接到D7时为10s，连接到D6时为EXT GATE TIME。(3) DATAH0LD、MINH0LD、MAXH0LD 功能。CONTROL 2连接到D7时为DATA HOLD,连接到D6时为MIN HOLD,连接到D5时为 MAX HOLD。(4)INPUT PRESCALE 功能。PRESCALE CONTROL PIN NC时为1/1输入，连接到DlO时为1/256输入，连接到D9 时为1/128输入，连接到D8时为1/64输入，连接到D7时为1/32输入，连接到D6时为1/16 输入，连接到D5时为1/8输入，连接到D4时为1/4输入，连接到D3时为1/2输入.显示说明见附图5DPI :p or E-12DP2 :n or E_9DP3 :u or E_6DP4 :m or E_3DP5 :k or E3DP6 :M or E6DP7 :G or E9DP8、DP9、DPlO 小数点显示位数当输入频率小于10MHz时GATE TIME = 0. Ols显示 5 位数。GATE TIME = 0. Is显示 6 位数。GATE TIME = Is显示 7 位数。GATE TIME = IOs显示 8 位数。GATE TIME = EXT GATE TIME 以其有效位数显示。前者显示位数若大于CONTROL 1控制之显示位数时，只显示CONTROL 1控制之显 示位数且 OVERFLOW LIGHT ON。LED2 显示LED2 与 D8 连接之 LED ON4、TIME INTERVAL (AVERAGE)量测功能
6[0100DP3:UorE-6DP4 :m or E_3[0117]DP5:korE3DP6 :M or E6[0118]DP7:GorE9DP8、DP9、DP10(I)CHA 至 CHB，CHB 至 CHA 输入切换。
0132]CONTROL 2 PIN 与 DlO OPEN 时 CHA 至 CHB，CONTROL 2 PIN 连接到 DlO 时为 CH 至 CHA。
(2) CHA and CHB RISING EDGE, FALLING RDGE 切换。
当 CONTROL 2 PIN 与 D90PEN 时 CHA 为 RISING EDGE，与 D9 连接时转为 FALLING
0133]
0134]
RDGE。
0135] RDGE。
0136]
0137]
当 CONTROL 2 PIN 与 D8 OPEN 时 CHB 为 RISING EDGE,与 D8 连接时转为 FALLING
量测操作
按PRESET PIN进入等待量测模式。
0138]放开PRESET PIN进行量测。
0139]显示说明见附图5
0140]DPI :p or E-12DP2 :n or E_9
0141]DP3 :u or E-6DP4 :m or E-3
0142]DP5 :k or E3DP6 :M or E6
0143]DP7 :G or E9DP8、DP9、DPlO 小数点
0144]显示位数以100ns为单位，量测结果之有效位数显示。
0145]LED2 显示LED2 与 D7 连接之 LED ON
0146]LED3 显示LED3 与 D4 连接之 LED ON
0147]6、PULSE WIDTH 量测功能
0148]开关选择FUNCTI0NCONTROL PIN 连接到 D6
0149]量测规格0.OlHz 200MHz CMOS INPUT.
0150]附属功能
0151](l)CHA，CHB 输入切换。
0152]CONTROL 2 与 DlO OPEN 时为 CHA 输入，CONTROL 2 连接到 DlO 时为 CHB 输入。
0153](2) CHA and AHB POSITIVE WIDTH/NEGATIVE WIDTH 切换。
0154]当 CONTROL 2 PIN 与 D9 OPEN 时 CHA 为 POSITIVE WIDTH,与 D9 连接时转为 NEGATIVE WIDTHo
0155]当 CONTROL 2 PIN 与 D8 OPEN 时 CHB 为 POSITIVE WIDTH,与 D8 连接时转为 NEGATIVE WIDTHo
0156](3)0. 01s/0. ls/ls/10s/EXT GATE TIME 切换。
0157]GATE TIME CONTROL PIN 连接到 DlO 时为 0. 01s，连接到 D9 时为 0. ls，连接到 D8 时为ls，连接到D7时为10s，连接到D6时为EXT GATE TIME。
0158](4)DATAH0LD、MIN HOLD、MAX HOLD 功能。
0159]CONTROL 2连接到D7时为DATA HOLD,连接到D6时为MIN HOLD,连接到D5时为 MAX HOLD。
0160]显示说明见附图5
0161]DPI :p or E-12DP2 :n or E_9
0162]DP3 :u or E-6DP4 :m or E-3[o163] DP5k。r E3DP6M。r E6[0164] DP7G。r E9DP81DP91DPIO小数点[0165] 显示位数[o166] GA／E／IME一0．0lS显示5位数。[o167] GA／E／IME一0．1S显示6位数。[o168] GA／E／IME—lS显示7位数。[o169] GA／E／IME—lOs显示8位数。[o170] GA／E／IME—EXT GATE TIME以其有效位数显示。[0171] 前者显示位数若大于CON／RO1l控制之显示位数时，只显示CON／RO1l控制之显示位数且OVERFLOW LIGHT ON．[0172] LED2显示LED2与D6连接之LED ON[o173] SINGLE PULSE WID／H之功能定义及操作方式同TIME INTERVAL．[o174] 71DUTY CYCLE量测功能[o175] 开关选择FUNC／ION CON／RO1PIN连接到D5[o176] 量测规格0．01Hz一200MHz CMOS INPUT．[0177] 附属功能[o178] (1)CHA，CHB输入切换。[o179] CON／RO12与DIO OPEN时为CHA输入，CONTRO12连接到DIO时为CHB输入。[o180] (2)CHA and AHB POSI／IVE w工DTH／NEGAT工VE WID／H切换。[0181] 当CONTRO12 PIN与D9 OPEN时CHA为POSI／IVE DU／Y，与D9连接时转为NEGA／IVEDU／Y。[o182] 当CONTRO12 PIN与D8 OPEN时CHB为POSI／IVE DU／Y，与D8连接时转为NEGA／IVEDU／Y。[0183] (3)0．0ls／o．1s／1s／IOs／EXT GATE TIME切换。[o184] GA／E／IME CON／RO1PIN连接到DIO时为0．0lS，连接到D9时为0．1S，连接到D8时为lS，连接到D7时为lOs，连接到D6时为EXT GATE TIME。[o185] (4)DA／AHOLD1MIN HOLD1MAX HOLD功能。[o186] CON／RO12连接到D7时为DA／A HOLD，连接到D6时为MIN HOLD，连接到D5时为MAX HOLD。[0187] 显示说明见附图5[0188] DPIio。r E—12DP2n。r E一9[o189] DP3u。r E一6DP4m。r E一3[o190] DP5k。r E3DP6M。r E6[0191] DP7G。r E9DP81DP91DPIO小数点[0192] 显示位数[o193] GA／E／IME一0．0lS显示5位数。[o194] GA／E／IME一0．1S显示6位数。[o195] GA／E／IME—lS显示7位数。[o196] GA／E／IME—lOs显示8位数。[0197]前者显示位数若大于CONTROL 1控制之显示位数时，只显示CONTROL 1控制之显 示位数且 OVERFLOW LIGHT ΟΝ.LED2 显示LED2 与 D5 连接之 LED ΟΝ.8、UNIT COUNTER 量测功能开关选择FUNCTI0NCONTROL PIN 连接到 D4.量测规格0.OlHz 200MHz CMOS INPUT.附属功能(1) CHA, CHB 输入切换。CONTROL 2 与 DlO OPEN 时为 CHA 输入，CONTROL 2 连接到 DlO 时为 CHB 输入。(2)DATAH0LD 功能。当 CONTROL 2 连接到 D7 时为 DATA HOLD 功能。(3)INPUT PRESCALE 功能。PRESCALE CONTROL PIN NC时为1/1输入，连接到DlO时为1/256输入，连接到D9 时为1/128输入，连接到D8时为1/64输入，连接到D7时为1/32输入，连接到D6时为1/16 输入，连接到D5时为1/8输入，连接到D4时为1/4输入，连接到D3时为1/2输入.显示说明见附图5DP5 :k or E3DP6 :M or E6DP7 :G or E9DP8、DP9、DPlO 小数点显示位数以实际量测之有效位数显示。LED2 显示LED2 与 D4 连接之 LED0N.OVERFLOW显示当量测值大于1000G时LED4与DlO连接之LED ON.9、GATE TIME 量测功能开关选择FUNCTI0NCONTROL PIN 连接到 D3.量测规格0.OOls 100s.附属功能(1)0. 01s/0. ls/ls/10s/EXT GATE TIME 切换。GATE TIME CONTROL PIN 连接到 DlO 时为 0. 01s，连接到 D9 时为 0. ls，连接到 D8 时为ls，连接到D7时为10s，连接到D6时为EXT GATE TIME。(2)DATAH0LD、MIN HOLD, MAX HOLD 功能。CONTROL 2连接到D7时为DATA HOLD,连接到D6时为MIN HOLD,连接到D5时为 MAX HOLD。显示说明见附图5DPI :p or Ε-12DP3 :u or E_6DP5 :k or E3DP7 :G or E9显示位数GATE TIME = 0. OlsGATE TIME = 0. Is
DP2 :n or E-9 DP4 :m or E_3 DP6 :M or E6 DP8、DP9、DP10 小数点
显示 10. 0000m。 显示 100. 000m。
10[0231]GATE TIME = Is显示 1. 000000。GATE TIME = IOs显示 10. 000000。GATE TIME = EXT GATE TIME 以其有效位数显示。LED2 显示LED2 与 D3 连接之 LED ON10、其它功能(I)PRESET PIN为PUSH TYPE开关，按下去进入等待量测模式，将计数器RESET、BCD显示见附图6放开PRESET PIN进行量测。(2)系统重新开机或RESET时，B⑶/LED显示全亮1秒，全暗1秒，显示0. 00然后
进行量测。(3) OVERFLOW LED 显示情况为UNIT COUNTER 计数溢位。可显示有效位数大于CONTROL DIGITS时。图4所示的多功能频率计数器集成电路芯片在LCD输出模式下的M0DE1量测功 能。1、量测功能及量测方式与M0DE0相同。2.、LCD MODULE 接脚定义如下
权利要求一种多功能频率计数器集成电路芯片，其特征是包括32位二进制计数器、数值处理单元、量测功能控制单元、显示驱动线路、显示数据/功能控制扫描输出单元、基准频率处理单元和闸门时间控制、电源控制单元。
2.根据权利要求1所述的一种多功能频率计数器集成电路芯片，其特征是所述的32 位二进制计数器共有两个通道，可分别和一起计算输入信号的脉冲。
3.根据权利要求1所述的一种多功能频率计数器集成电路芯片，其特征是所述的显 示驱动线路包括LED驱动和IXD驱动。
4.根据权利要求1所述的一种多功能频率计数器集成电路芯片，其特征是所述的显 示数据/功能控制扫描输出单元共有DO到DlO数据输出扫瞄信号，搭配功能，模式，控制等 脚位来决定各项量测功能。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能频率计数器集成电路芯片，包括32位二进制计数器、数值处理单元、量测功能控制单元、显示驱动线路、显示数据/功能控制扫描输出单元、基准频率处理单元和闸门时间控制、电源控制单元。适用于电子数码信号处理分析，集成线路设计、制造及测试等技术，且具有多种附加功能的，可有效的缩短生产工时降低总成本。
文档编号G01R23/10GK201724983SQ201020129540
公开日2011年1月26日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者黄超 申请人:固纬电子(苏州)有限公司