基于MCU的鎖相環(huán)鎖定時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

下位機(jī)也是基于一個(gè)前后臺(tái)系統(tǒng)，在一個(gè)死循環(huán)內(nèi)等待各中斷響應(yīng)。在單片機(jī)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(shí)器的值，即為鎖定時(shí)間，中斷結(jié)束后將定時(shí)器清零，以便再次測(cè)量；若當(dāng)定時(shí)器溢出時(shí)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(jī)。這里設(shè)置了3個(gè)中斷向量分別為外部中斷、定時(shí)器T0中斷、串口中斷。在默認(rèn)情況下它們的中斷優(yōu)先級(jí)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(gè)中斷服務(wù)時(shí)應(yīng)將另兩個(gè)中斷關(guān)掉，中斷服務(wù)結(jié)束后再開啟。
AT89C51有兩路定時(shí)／計(jì)數(shù)器T0，T1。本系統(tǒng)中T1用來(lái)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(lái)測(cè)量鎖定時(shí)間，T0定時(shí)器使用系統(tǒng)時(shí)鐘的12分頻作為時(shí)鐘源，將T0配置為16位定時(shí)器模式，所以環(huán)路鎖定時(shí)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(shí)器T0的數(shù)據(jù)寄存器高8和低8位；Tosc是單片機(jī)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(shí)現(xiàn)精度為1μs的時(shí)間測(cè)量。根據(jù)圖2所示的時(shí)序圖，單片機(jī)向鎖相環(huán)發(fā)送控制數(shù)據(jù)的子程序如下：



4 結(jié)語(yǔ)
本文采用MFC、串口、AT89C51所設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)能準(zhǔn)確測(cè)量鎖相環(huán)的鎖定時(shí)間，精度達(dá)到1μs；并且有很強(qiáng)的通用性，能兼容常見的各類鎖相環(huán)芯片。系統(tǒng)上位機(jī)的人機(jī)操作界友好，硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。