随机信号幅度甄别与计数系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种随机信号幅度甄别与计数系统，能对时间和幅度都不确定的随机信号按幅度进行区分并对各种幅度的脉冲信号分别进行计数，系统包括单片机、程序存储器、数据存储器、译码器、幅度甄别与幅度分离电路、定时计数器、锁存器、串行通信电路、复位电路、时钟电路、显示器和键盘，稳压二极管、可变电阻和幅度甄别与幅度分离电路构成随机信号幅度甄别系统，三片定时计数器构成随机信号计数系统，系统将随机信号划分为十个不同的幅度等级，有九个计数通道，每个计数通道计数一个幅度等级的随机信号，系统结构简单、造价低廉、通道数多、通用性强，广泛适用于大气监测、环境保护、工业生产、远程监控和自动控制等方面，特别适合于大气污染尘埃粒子的直径与数量的检测系统。
【专利说明】
随机信号幅度甄别与计数系统
技术领域
[0001] 本发明设及计算机数据采集与处理系统，尤其设及一种随机信号幅度甄别与计数 系统，属于单片机技术领域。
【背景技术】
[0002] W计算机为核屯、的随机信号幅度甄别与计数系统在工业生产、农业监控、远程监 测和自动控制等方面已经得到广泛应用，目前主要分为四类：（1)W台式电脑或商用电脑为 核屯、的随机信号幅度甄别与计数系统；（2) W单片机为核屯、的随机信号幅度甄别与计数系 统；（3) W工业控制机为核屯、的随机信号幅度甄别与计数系统；（4) W专用忍片为核屯、的便 携式随机信号幅度甄别与计数系统。上述随机信号幅度甄别与计数系统有的功能全面，通 道数较多，但结构复杂、体积较大、专业性强、价格较高、不宜携带;有些随机信号幅度甄别 与计数系统体积虽小，但通道数偏少，扩展性不够，价格不菲，不能适应某些场合的应用。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种结构简单、价格低廉、便于携带、通道数多、通用 性强的基于单片机的随机信号幅度甄别与计数系统。
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是通过W下技术方案实现的：随机信号幅度甄别 与计数系统包括锁存器1、锁存器2、串行通信电路3、锁存器4、复位电路5、时钟电路6、单片 机7、高位地址线8、译码器9、片选信号线10、定时计数器11、幅度甄别与幅度分离电路12、定 时计数器13、随机信号输入线14、定时计数器15、地址总线16、程序存储器17、数据存储器 18、控制总线19、数据总线20、驱动电路21、显示器22、驱动电路23、驱动电路24、键盘25、稳 压二极管Dw、电阻R、排阻RX3、排阻RX6、可变电阻VR1和可变电阻VR2,单片机7、程序存储 器17、数据存储器18、锁存器1、锁存器2、锁存器4、译码器9、复位电路5和时钟电路6构成单 片机处理系统，锁存器1、锁存器2、驱动电路21、驱动电路23、驱动电路24和显示器22构成 LED显示系统，稳压二极管Dw、电阻R、排阻RX3、排阻RX6、可变电阻VR1、可变电阻VR2和幅 度甄别与幅度分离电路12构成随机信号幅度甄别系统，定时计数器11、定时计数器13和定 时计数器15构成随机信号计数系统；
[0005] 所述的系统设有一个幅度甄别与幅度分离电路12,设有Ξ个定时计数器电路，分 别为定时计数器11、定时计数器13和定时计数器15,幅度甄别与幅度分离电路12外部设有 稳压二极管Dw、电阻R、排阻RX3、排阻RX6、可变电阻VR1、可变电阻VR2和随机信号输入线 14,幅度甄别与幅度分离电路12的"1、18、17号引脚"通过Ξ根导线分别与定时计数器11的 "11、13、16号引脚"连接，幅度甄别与幅度分离电路12的"16、15、14号引脚"通过Ξ根导线分 别与定时计数器13的"11、13、16号引脚"连接，幅度甄别与幅度分离电路12的"13、12、11号 引脚'通过S根导线分别与定时计数器15的"11、13、16号引脚'连接；
[0006] 单片机7通过地址总线16、控制总线19、数据总线20与程序存储器17、数据存储器 18连接，单片机7通过控制总线19、数据总线20分别与锁存器1、锁存器2、定时计数器11、接， 单片机通过Ξ根导线与键盘25连接，单片机通过Ξ根高位地址线8与译码器9连接，译码器9 通过屯根片选信号线10依次与程序存储器17、数据存储器18、锁存器2、锁存器1、定时计数 器11、定时计数器13、定时计数器15连接，锁存器1与显示器22的字形引脚连接，锁存器2与 键盘25、驱动电路21、驱动电路23、驱动电路24连接，驱动电路21、驱动电路23、驱动电路24 分别与显示器22的字位引脚连接；
[0007] 所述的系统将随机信号划分为十个不同的幅度等级，系统有九个计数通道，最低 幅度等级的信号不计数，其余九个幅度等级的信号分别由九个计数通道计数，每个计数通 道计数一个幅度等级的随机信号。
[0008] 由于采用上述技术方案，本实用新型所具有的优点和积极效果是:系统结构简单、 造价低廉、通道数多、通用性强，能对时间和幅度都不确定的随机信号按幅度进行区分并对 各种幅度的脉冲信号分别进行计数，广泛适用于大气监测、环境保护、工业生产、远程监控 和自动控制等方面，特别适合与大气尘埃粒子传感器配合进行尘埃粒子直径与数量的测 量。
【附图说明】
[0009] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下6幅附图：
[0010] 图1是随机信号示意图；
[0011] 图2是本实用新型电路结构框图；
[0012] 图3是幅度甄别与幅度分离电路与定时计数器的连线图，
[0013] 图4是幅度甄别与幅度分离电路内部结构图，
[0014] 图5是定时计数器内部结构图，
[0015] 图6本实用新型整机电路原理图。
[0016] 在附图中所标各数字分别表示如下：
[0017] 1.锁存器，2.锁存器，3.串行通信电路，4.锁存器，5.复位电路，6.时钟电路，7.单 片机，8.高位地址线，9.译码器，10.片选信号线，11.定时计数器，12.幅度甄别与幅度分离 电路，13.定时计数器，14.随机信号输入线，15.定时计数器，16.地址总线，17.程序存储器， 18.数据存储器，19.控制总线，20.数据总线，21.驱动电路，22.显示器，23.驱动电路，24.驱 动电路，25.键盘，① -⑩.忍片引脚号，ABC.译码输入线，Dw.稳压二极管，R.电阻，RX 3.排 阻，RX6.排阻，t.时间，V.电压幅度，V+.电源正极，VR1.可变电阻，VR2.可变电阻，??-巧. 译码输出线。
【具体实施方式】
[0018] 1.根据图2至图6,随机信号幅度甄别与计数系统包括锁存器1、锁存器2、串行通信 电路3、锁存器4、复位电路5、时钟电路6、单片机7、高位地址线8、译码器9、片选信号线10、定 时计数器11、幅度甄别与幅度分离电路12、定时计数器13、随机信号输入线14、定时计数器 15、地址总线16、程序存储器17、数据存储器18、控制总线19、数据总线20、驱动电路21、显示 器22、驱动电路23、驱动电路24、键盘25、稳压二极管Dw、电阻R、排阻RX 3、排阻RX 6、可变电 阻VR1和可变电阻VR2。
[0019] 2.单片机7、程序存储器17、数据存储器18、锁存器1、锁存器2、锁存器4、译码器9、 复位电路5和时钟电路6构成单片机处理系统，锁存器1、锁存器2、驱动电路21、驱动电路23、 驱动电路24和显示器22构成LED显示系统，稳压二极管Dw、电阻R、排阻RX 3、排阻RX 6、可变 电阻VR1、可变电阻VR2和幅度甄别与幅度分离电路12构成随机信号幅度甄别系统，定时计 数器11、定时计数器13和定时计数器15构成随机信号计数系统。
[0020] 3.根据图3至图5,系统设有一个幅度甄别与幅度分离电路12,设有Ξ个定时计数 器电路，分别为定时计数器11、定时计数器13和定时计数器15,幅度甄别与幅度分离电路12 外部设有稳压二极管Dw、电阻R、排阻RX 3、排阻RX 6、可变电阻VR1、可变电阻VR2和随机信 号输入线14,幅度甄别与幅度分离电路12的"1、18、17号引脚"通过Ξ根导线分别与定时计 数器11的"11、13、16号引脚'连接，幅度甄别与幅度分离电路12的"16、15、14号引脚'通过立 根导线分别与定时计数器13的"11、13、16号引脚"连接，幅度甄别与幅度分离电路12的"13、 12、11号引脚'通过立根导线分别与定时计数器15的"11、13、16号引脚'连接己个定时计数 器电路共有九个计数通道，自左向右分别设通道编号依次为计数通道1、计数通道2、计数通 道3、依此类推，最低幅度等级的信号不计数，其余九个幅度等级的信号分别由九个计数通 道计数，每个计数通道计数一个幅度等级的随机信号。
[0021] 4.根据图6,单片机7通过地址总线16、控制总线19、数据总线20与程序存储器17、 数据存储器18连接，单片机7通过控制总线19、数据总线20分别与锁存器1、锁存器2、定时计 数器11、定时计数器13、定时计数器15连接，单片机7通过地址总线16、数据总线20与锁存器 4连接，单片机通过Ξ根导线与键盘25连接，单片机通过Ξ根高位地址线8与译码器9连接， 译码器9通过屯根片选信号线10依次与程序存储器17、数据存储器18、锁存器2、锁存器1、定 时计数器11、定时计数器13、定时计数器15连接，锁存器1与显示器22的字形引脚连接，锁存 器2与键盘25、驱动电路21、驱动电路23、驱动电路24连接，驱动电路21、驱动电路23、驱动电 路24分别与显示器22的字位引脚连接。
[0022] 5.单片机7的型号为MCS-51系列中的Intel 8031，程序存储器17的型号为EPROM 2764,数据存储器18的型号为Intel 6264,译码器9的型号为74LS138,定时计数器11、定时 计数器13和定时计数器15的型号为Intel 8253,锁存器1、锁存器2和锁存器4的型号为 7化S373,显示器22为六个屯段共阴L邸数码管，驱动电路21、驱动电路23和驱动电路24的型 号为SN75452,每个驱动电路驱动两个L邸数码管，键盘25为3X8轻触黃片式键盘。
[0023] 6.工作程序固化在程序存储器17中，数据存储器18为读写存胆器，用于存放采集 的数据和运算的结果，译码器9完成存储器和I/O端口的地址译码，锁存器1作为数据锁存器 提供Lm)显示器22字形口的段选信号，锁存器2作为数据锁存器提供键盘25的列选信号和 L邸显示器22字位口的位选信号，锁存器4作为地址锁存器锁存来自数据总路线的信号提供 外存所需的低8位地址，显示器22显示有关参数、运行结果和计数数据。
[0024] 7.根据图3和图4,幅度甄别与幅度分离电路12的型号为LM3914,电源正极V+的电 压值为5V，稳压二极管Dw的稳压值为2.4V，电阻R为2K，排阻RX3为1.2KX3,排阻RX6为 1.2KX6,可变电阻VR1为1.2K、可变电阻VR2为1.5K，LM 3914内部有十个电压比较器，自左 向右一字排开，每个电压比较器有不同的比较电压，自左向右电压比较器的比较电压逐级 升高，可W将输入信号甄别为十个等级的信号并进行单个或多个电压比较器输出，巧与11 脚"相连为单个电压比较器输出，输出信号送到定时计数器的输入端，由计数器进行计数。
[0025] 8.根据图1、图3和图4,随机信号已归一化处理，最大值为2V，随机信号划定为十个 幅度等级，每级0.2V，可变电阻VRl用于调整计数幅度的最小阀值，可变电阻VR2用于调整计 数幅度的最大阀值，调整可变电阻VR1使幅度甄别与幅度分离电路12的"4号引脚"电压值为 0.2V，调整可变电阻VR2使幅度甄别与幅度分离电路12的"6号引脚"电压值为2V，则所述的 系统对幅度小于0.2V的信号作为干扰信号不进行计数，其余九个等级的信号分别由九个计 数通道进行计数，即0.2V < V<0.4V的信号由计数通道1计数，0.4V < V<0.6V的信号由计 数通道2计数，0.6V含V<0.8V的信号由计数通道3计数，依次类推。
[0026] 9.上述九个计数通道的工作在W单片机7为核屯、的计算机系统协调下完成，根据 用户需求，应用程序固化在程序存储器17中，经过定时计数器计数后的数据存放到数据存 储器18中，根据用户需求，通过键盘25的操作，在单片机7的处理下计数数据由显示器22显 示，可W轮流显示九个计数通道的计数值，必要时，通过键盘27的操作和串行通信电路3的 数据传递，完成所述系统与电脑之间的数据连接，实现数据共享或打印机打印。
【主权项】
1. 一种随机信号幅度甄别与计数系统，包括锁存器（1)、锁存器(2)、串行通信电路(3)、 锁存器(4)、复位电路(5)、时钟电路(6)、单片机(7)、高位地址线(8)、译码器(9)、片选信号 线（10)、定时计数器（11)、幅度甄别与幅度分离电路（12)、定时计数器（13)、随机信号输入 线（14)、定时计数器（15)、地址总线（16)、程序存储器（17)、数据存储器（18)、控制总线 (19)、数据总线(20)、驱动电路(21)、显示器(22)、驱动电路(23)、驱动电路(24)、键盘(25)、 稳压二极管(Dw)、电阻(R)、排阻(RX 3)、排阻(RX6)、可变电阻(VRl)和可变电阻(VR2)，单 片机（7)、程序存储器（17)、数据存储器（18)、锁存器（1)、锁存器（2)、锁存器（4)、译码器 (9)、复位电路(5)和时钟电路(6)构成单片机处理系统，锁存器（1)、锁存器(2)、驱动电路 (21)、驱动电路(23)、驱动电路(24)和显示器(22)构成LED显示系统，稳压二极管(Dw)、电阻 (R)、排阻(RX3)、排阻(RX6)、可变电阻(VR1)、可变电阻(VR2)和幅度甄别与幅度分离电路 (12)构成随机信号幅度甄别系统，定时计数器（11)、定时计数器（13)和定时计数器（15)构 成随机信号计数系统； 其特征在于:所述的系统设有一个幅度甄别与幅度分离电路（12)，设有三个定时计数 器电路，分别为定时计数器(11)、定时计数器(13)和定时计数器(15)，幅度甄别与幅度分离 电路（12)外部设有稳压二极管(Dw)、电阻(R)、排阻(RX3)、排阻(RX6)、可变电阻(VR1)、可 变电阻(VR2)和随机信号输入线（14)，幅度甄别与幅度分离电路(12)的"1、18、17号引脚"通 过三根导线分别与定时计数器（11)的"11、13、16号引脚"连接，幅度甄别与幅度分离电路 (12)的"16、15、14号引脚"通过三根导线分别与定时计数器（13)的"11、13、16号引脚"连接， 幅度甄别与幅度分离电路（12)的"13、12、11号引脚"通过三根导线分别与定时计数器（15) 的"11、13、16号引脚"连接，所述的系统将随机信号划分为十个不同的幅度等级，系统有九 个计数通道，最低幅度等级的信号不计数，其余九个幅度等级的信号分别由九个计数通道 计数，每个计数通道计数一个幅度等级的随机信号。
【文档编号】G05B19/042GK205485446SQ201620041274
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月12日
【发明人】冯越
【申请人】盐城师范学院