這是博爾森科技有限公司磁致伸縮位移傳感器另一種采用常規(guī) TTL 硬件搭建的時(shí)間測(cè)量裝置。
設(shè)計(jì)思路：提供易于理解、無(wú)需 CPLD 等特殊芯片的電路。

該磁致伸縮位移傳感器性能非常出色，我個(gè)人更推薦用它替代 Arduino Uno 進(jìn)行測(cè)量。
它最多可測(cè)量 16 個(gè)脈沖時(shí)間值，每個(gè)值為 16 位。

工作原理

測(cè)量啟動(dòng)方式：將 EN（以及 nCLK）置為高電平，
通過(guò) CHSEL 選擇通道，然后觸發(fā)激勵(lì)脈沖（TRIG）。

TRIG 信號(hào) 復(fù)位 74LS193 索引計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器用于尋址存儲(chǔ)單元。

通過(guò)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CD4089 對(duì) TRIG 信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，用于屏蔽激勵(lì)脈沖后立即出現(xiàn)的干擾信號(hào)。

延時(shí)后的觸發(fā)信號(hào)復(fù)位 RS 觸發(fā)器，時(shí)鐘脈沖送入同步計(jì)數(shù)器 74LS161。

當(dāng)有效信號(hào)的下降沿到來(lái)時(shí)，
會(huì)將當(dāng)前計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值存入由索引計(jì)數(shù)器尋址的 4 位 TTL 存儲(chǔ)器 74LS198。

每個(gè)有效信號(hào)脈沖會(huì)使索引計(jì)數(shù)器加 1。
當(dāng)索引計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，進(jìn)位信號(hào)會(huì)復(fù)位 RS 觸發(fā)器，關(guān)閉計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器，測(cè)量停止。

如果檢測(cè)到的信號(hào)少于 16 個(gè)，單片機(jī)也可以通過(guò)將 EN 置低 主動(dòng)終止測(cè)量。

數(shù)據(jù)讀取方式

單片機(jī)可通過(guò) nCLK 遞減索引計(jì)數(shù)器 讀取存儲(chǔ)的數(shù)值，
并通過(guò) BO 信號(hào) 判斷是否讀到 0（BO 為低電平表示歸零）。

每個(gè)計(jì)數(shù)值按 4 位（nibble） 依次讀取，由地址線 A、B 選擇。
4 位數(shù)據(jù)從 A0~A3 輸出。
單片機(jī)需要對(duì)讀到的數(shù)據(jù)取反，因?yàn)?74LS189 是反相輸出。

分辨率與時(shí)鐘

使用 16MHz 晶振：位置分辨率約 0.2 mm

74LS161 可替換為 74F161，支持更高時(shí)鐘頻率

使用 32MHz 晶振：位置分辨率可達(dá) 0.1 mm

也可以用 兩片 8 位計(jì)數(shù)器 74HC590 替代 4 片 74LS161，
74HC590 可穩(wěn)定工作在 32MHz。

74HC590 級(jí)聯(lián)方法

時(shí)鐘信號(hào)接入兩片 74HC590 的 RCK（腳13）

第一片：CCK（腳11） 與 RCK 短接

級(jí)聯(lián)：第二片的 RCK 接第一片的 RCO（腳9）

nG（腳14） 與 nCCEN（腳12） 接 GND

兩片的 nCCLR（腳10） 共同接 RS 觸發(fā)器 74LS74 的 2Q* 輸出

審核編輯 黃宇