DD230075A1

DD230075A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR INPUT OF IMPULSE FOLLOW

Info

Publication number: DD230075A1
Application number: DD26946884A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Schoepflin; Dieter Koehler
Original assignee: Berlin Treptow Veb K
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1984-11-14
Publication date: 1985-11-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Eingabe von Impulsfolgen. Sie wird zur Weiterverarbeitung frequenzanaloger Ausgangssignale von Volumenstrommesseinrichtungen mittels Volumenumwerters benoetigt. Ziel dieser Erfindung ist es, den Schaltungs- und Programmaufwand bei minimalem Messfehler zu verringern. Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Schaltungsanordnung zu finden, die Impulse des frequenzanalogen Signals in relativ konstanter Zeit zaehlt und die Berechnung der Impulsfolgefrequenz aus dem Zaehlergebnis ermoeglicht. Verwendung findet ein Zaehler-Zeitgeberschaltkreis und ein paralleler Ein-/Ausgabeschaltkreis. Die Anordnung arbeitet nach dem Prinzip der modifizierten Frequenzverhaeltnismessung. Auf den S-Eingang eines ersten D-Flip-Flop wird ein Startsignal zum Zaehlen gegeben, dessen Ausgang auf den D-Eingang eines weiteren D-Flip-Flop gefuehrt ist. Der Ausgang dieses Flip-Flop ist auf zwei Tore sowie einen Anschluss des PIO gefuehrt. Des weiteren liegt am ersten Tor die Frequenz der Zeitbasis und am zweiten Tor die Messfrequenz an. Der Ausgang des ersten Tores ist mit dem Zaehleingang des CTC und der Ausgang des zweiten Tores mit einer Zaehlerkaskade verbunden. Bei Beendigung des Zaehlvorganges wird ihr Zaehlerstand ueber den PIO in einen Mikroprozessor eingeschrieben. Fig. 1The invention relates to a circuit arrangement for inputting pulse trains. It is required for the further processing of frequency-analog output signals from volume flow measuring devices by means of a volume corrector. The aim of this invention is to reduce the circuit and program costs with minimal measurement error. The object of the invention is to find a simple circuit arrangement that counts the pulses of the frequency-analog signal in a relatively constant time and allows the calculation of the pulse repetition frequency from the count result. Use is made of a counter timer circuit and a parallel input / output circuit. The arrangement operates on the principle of modified Frequenzverhaeltnismessung. The S input of a first D flip-flop is given a start signal for counting, the output of which is fed to the D input of another D flip-flop. The output of this flip-flop is routed to two ports and one port of the PIO. Furthermore, the frequency of the time base is at the first gate and the measuring frequency at the second gate. The output of the first gate is connected to the count input of the CTC and the output of the second gate to a counting cascade. Upon completion of the counting process, its counter reading is written to a microprocessor via the PIO. Fig. 1

Description

Anmelder: Berlin, 6.11.84Applicant: Berlin, 6.11.84

. Kombinat VEB, Combine VEB

Elektro-Apparate-Werke Berlin-Treptow Zentrum für Forschung und Technologie 1055 Berlin Storkower Str. 101Elektro-Apparate-Werke Berlin-Treptow Center for Research and Technology 1055 Berlin Storkower Str. 101

Schaltungsanordnung zur Eingabe von ImpulsfolgenCircuit arrangement for inputting pulse trains

.G 01 F 15/075.G 01 F 15/075

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Eingabe von Impulsfolgen mittels Softwaresteuerung nach dem Prinzip der modifizierten Frequenzverhältnismessung und anschließender Berechnung der Impulsfolgefrequenz mittels Mikrorechner· Sie wird zur Weiterverarbeitung frequenzanaloger Ausgangssignale von Tolumenstrommeßeinrichtungen mittels Volumenumwerter auf Mikrorechnerbasis benötigt.The invention relates to a circuit arrangement for inputting pulse sequences by means of software control according to the principle of modified frequency ratio measurement and subsequent calculation of the pulse repetition frequency by means of microcomputer · It is required for further processing frequency analog output signals from Tolumenstrommeßeinrichtungen volume converters based on microcomputer.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Allgemein bekannte Schaltungsanordnungen zur Frequenzverhältnismessung, arbeiten nach dem Prinzip, daß über eine relativ konstante-Zeit T einer Zeitbasis eine, zu messende Impulsfolge mit der Frequenz fx ermittelt wird. Dabei werden die einlaufenden Impulse JJx der Impulsfolgefrequenz fs: über die Zeit T eingezählt und die Frequenz fx nach der GleichungCharacteristic of the Known Technical Solutions Generally known circuit arrangements for frequency ratio measurement operate on the principle that a pulse train to be measured with the frequency fx is determined over a relatively constant time T of a time base. In this case, the incoming pulses JJx of the pulse repetition frequency fs: are counted over the time T and the frequency fx according to the equation

über entsprechende SchaItungskomponenteη bzw. zusätzlich mittels Mikrorechner bestimmt.via appropriate Schaitungskomponenteη or additionally determined by means of microcomputer.

In der OS DE 32 34 575 - G 01 E 23/10 wird ein Verfahren, mit Schaltungsanordnung zum Messen von Frequenzen mit Mikroprozessor dargestellt. Mit der Anordnung werden Impulse To einerIn the OS DE 32 34 575 - G 01 E 23/10 a method is shown with circuit arrangement for measuring frequencies with microprocessor. With the arrangement, pulses become one

relativ hohen Frequenz fo und Zeitimpulse N mit konstanter Periodendauer T erzeugt, wobei eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen To das Zeitintervall zwischen zwei Zeitimpulsen IT bildet. Die Anzahl der Eingangsimpulse Ux zwischen zwei Zeitimpulsen und die Anzahl der Impulse To vom jeweils letzten Meßimpuls bis zum folgenden Zeitimpuls IT werden mittels Zähler summiert. Die aufsummierten Werte werden in Registern eingeschrieben und zur Ausführung einer arithmetischen Operation zur Berechnung der Impulsfolgefrequenz einem Mikroprozessor übergeben. Der Nachteil dieser Schaltungsanordnung ist die Verwendung von Registern zur Zwischenspeicherung und übergabe der Zählerstände an den Mikroprozessor sowie die Zuordnung eines gewünschten Frequenzbereiches durch Hardwareprogranmiierung der Frequenzteiler für die Realisierung der Zeitbasis. In den Schriften Dl- 23 45 101, G 01 R 23/10; DS-AS 22 47693, G- 01 R 23/01 werden Schaltungsanordnungen beschrieben, deren Schaltungsaufwand offensichtlich sehr groß ist und deshalb für den gewählten Anwendungsfall wenig geeignet sind. In dem "Vortrag "Einsatz von Mikroprozessoren zur Messung von Frequenz-Zeit—Parametern" auf 26. IFE der Technischen Hochschule Ilmenau (siehe Tagungsmaterial) wird eine Schaltungsanordnung dargestellt, die die Periode einer Impulsfolgefrequenz bestimmt, indem für eine Periode über eine Zeitbasis mit der Frequenz fo die Zeit Tx bestimmt wird. Da am Anfang und Ende der Messung digitale Restfehler auftreten, ist es notwendig diese weitgehend zu beseitigen. In der angeführten Anordnung geschieht das mittels sogenannter loniusgeneratoren, die eine hoohgenaue Bestimmung von Tx zulassen* Die entsprechende Schaltungsanordnung ist in dem angeführten Tagungsmaterial dargestellt. Der Schaltungsaufwand dieser Anordnung ist für den gewählten Anwendungsfall in der. Durchflußmeßtechnik nicht angemessen.relatively high frequency fo and time pulses N with a constant period T generates, wherein a predetermined number of pulses To the time interval between two timing pulses IT forms. The number of input pulses Ux between two timing pulses and the number of pulses To from the last measuring pulse to the next timing pulse IT are summed by means of counters. The summed values are written in registers and passed to a microprocessor for performing an arithmetic operation for calculating the pulse repetition frequency. The disadvantage of this circuit arrangement is the use of registers for intermediate storage and transfer of the counter readings to the microprocessor and the assignment of a desired frequency range by hardware programming of the frequency divider for the realization of the time base. In the documents Dl- 23 45 101, G 01 R 23/10; DS-AS 22 47693, G 01 R 23/01 circuit arrangements are described, the circuit complexity is obviously very large and are therefore less suitable for the selected application. In the lecture "Use of microprocessors for the measurement of frequency-time parameters" on the 26th IFE of the Technische Hochschule Ilmenau (see conference proceedings), a circuit arrangement is shown, which determines the period of a pulse repetition frequency by using a time base with the Frequency fo the time Tx is determined Since there are digital residual errors at the beginning and at the end of the measurement, it is necessary to eliminate them to a large extent In the stated arrangement, this is done by means of so-called ion generators, which allow a highly accurate determination of Tx * The corresponding circuit arrangement is shown in FIG The circuit complexity of this arrangement is not appropriate for the selected application in the flow measurement technique.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, den Schaltungs- und Programsaufwand bis minimalem Meßfehler zur Messung von Impulsfolgefrequenzen zu verringern.The aim of the invention is to reduce the circuitry and programs overhead to minimum measurement error for measuring pulse repetition frequencies.

Darlegung" des Wesens der ErfindungExplanation of "the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist eine einfache Schaltungsanordnung zur Eingabe von Impulsen mit Softwaresteuerung zu finden, die Impulse eines frequenzanalogen Signals in relativ konstanter Zeit zählt und die es gestattet unter Verwendung eines Zähler-Zeitgeberschaltkreises und eines parallelen Ein-/Ausgabeschaltkreises die Berechnung der Impulsfolgefrequenz aus dem Zählergebnis aufzubereiten.The object of the invention is to find a simple circuit arrangement for inputting pulses with software control, which counts pulses of a frequency-analogue signal in a relatively constant time and which allows the calculation of the pulse repetition frequency from using a counter-timer circuit and a parallel input / output circuit To process the counting result.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung gelöst, die nach dem Prinzip der Frequenzverhältnismessung arbeitet. Es ist einsrster Negator angeordnet, über den auf den S-Eingang eines ersten D-Flip-Flops von einem parallelen Ein-/Ausgabe-Sehaltkreis PIO ein Startsignal gegeben wird. Der Q-Ausgang dieses Flip-Flop ist auf den D-Eingang eines weiteren D-Flip-Flop geführt, an dessen C—Eingang die Meßfrequenz anliegt. Der Q-Ausgang des zweiten D-Flip-Flop ist mit einem ersten und einem zweiten Tor sowie dem Anschluß B1 des PIO verbunden. Auf einen weiteren Eingang des ersten Tores ist vom Zähler-Zeitgeber-Schaltkreis CTC die Frequenz der Zeitbasis und auf einen weiteren Eingang des zweiten Tores die Meßimpulse geführt. Der Ausgang des ersten Tores ist mit einem Zahl-Eingang des CTC und der Ausgang des zweiten Tores mit einer Zählerkaskade verbunden, die bei Beendigung des Zählvorganges ihren Zählerstand über den PIO auf einen Mikroprozessor zur weiteren Verarbeitung geben.According to the invention the object is achieved by a circuit arrangement which operates on the principle of frequency ratio measurement. A first-order negator is arranged, via which a start signal is given to the S input of a first D flip-flop from a parallel input / output circuit PIO. The Q output of this flip-flop is fed to the D input of another D flip-flop, at the C input of which the measurement frequency is applied. The Q output of the second D-type flip-flop is connected to a first and a second gate and to the terminal B1 of the PIO. At a further input of the first gate of the counter-timer circuit CTC, the frequency of the time base and on a further input of the second gate, the measuring pulses out. The output of the first gate is connected to a number input of the CTC and the output of the second gate to a counter cascade that give their count on the PIO to a microprocessor for further processing at the end of the counting process.

Der Zähler-Zeitgeber-Schaltkreis erzeugt softwaregesteuert ein Signal ⁵¹STABT" _s,welches bei dem...ersten· auftretenden -Maßimpuls, zwei.Tore für das Zählen¹der Impulse der Meßfrequenz. sowie, der Impulse der.: Zeitbasis freigibt und damit d.en Meßvorgang einleitet. Darauf werden beide Impulsfolgen solange gezählt" bis eine eingestellte Grenze, für die Anzahl von Fo erreicht ist und über ein Signal "STOP" die Beendigung des Meßvorganges signalisiert wird. Darauf werden Impulse noch solange gezählt bis der folgende Meßimpuls auftritt: und so die Messung beendet. Dieses Ereignis leitet die Abarbeitung einer Interruptserviceroutine ein, die dafür sorgt, daß die;:Zählerstände in den Arbeitsspeicher des Mikrorechners übernommen,The counter-timer circuit software-controlled generates a signal ⁵¹ STABT " _s , which releases at the ... first occurring -Maßimpuls, two.Tore for counting ^{1 of} the pulses of the measuring frequency., And, the pulses of.: Timebase and thus Then both pulse sequences are counted "until a set limit has been reached for the number of Fo and a signal" STOP "signals that the measurement has ended. Then pulses are counted until the following measuring pulse occurs: and thus the measurement is ended. This event initiates the execution of an interrupt service routine which ensures that the: counts are taken into the memory of the microcomputer,

daraus die Frequenz berechnet'und die Zahler für Ho sowie Hx zurückgesetzt werden, from this the frequency is calculated and the payer for Ho and Hx are reset,

Ausführungsbeispielembodiment

Fig« 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung Pig. 2 zeigt ein Impulsdiagramm Über eine MeßperiodeFig. 1 shows the circuit arrangement of the invention Pig. 2 shows a pulse diagram over a measuring period

Gemäß Pig. 1 wird über den Ausgang BI eines Parallel Ein-Ausgabeschaltkreises 10 ein Signal "STAET" erzeugt /welches über einen ersten Negator 1 und den S-Eingang ein D~5'lip-Flop 3 setzt, womit der D-Eingäng eines nachfolgendes D-KLip-Plορ 4 mit High-Potential belegt wird* (Fig. 2) :Äit der folgenden LOW-High-Pianke der Ließfrequenzen fx am Takt eingang C des. Plip—I^¥lops 4 wird das am D«*Singang liegende Potential von'seinem Ausgang Q übernommen. Der Ausgang Q ist auf die Eingänge zweier Tore 5;6 sowie auf den B2 Eingang des PIO 10 geführt. Damit sind die Tore 5 und 6 zur Zählung freigegeben» Über das zweite Tor δ werden die Impulse Hx der Meßfrequenz ix in eine Zäiilkaskade_? bestehend aus einem ersten Zähler 7'und einem zweiten Zähler 8, eingezählt. Die Impulse Uo der Zeitbasis werden über aas erste Tor 5 in die softwareprogrammierte Zählkaskade der Kanäle 0 und 1 des Zahler-Zeitgeberschaltkreises GTC 9 eingezählt. LUt dem :iulldurchgäng des Kanals 1 des CTC 9 wird ein Signal "STOP" auf einen zweiten Fegator 2 gegeben, womit das D-Flip-Plop 3 zurückgesetzt wird. Am Eingang D des D-Flip-Plop 4 liegt nun XOW~Potential, das mit folgenden Lötf-High-Flanke' der Meßfrequenz fx vom Ausgang Q übernommen wird. Damit werden beide Tore 5 und 6 gesperrt, ein Interrupt über den Eingang B2 des PlO ausgelöst und der L!ei3vorgang ist beendet. Daraufhin werden mittels der InterruptServiceroutine die Zählerstände in den Arbeitsspeicher übernommen und daraus die frequenz berechnet.According to Pig. 1, a signal "STAET" is generated via the output BI of a parallel input / output circuit 10 / which sets a D ~ 5'lip-flop 3 via a first inverter 1 and the S-input, whereby the D-input of a following D KLip-Plορ 4 is occupied with high-potential * (Fig. 2): Äit the following LOW high Pianke the Ließfrequenzen fx at the clock input C of the Plip ^¥ lops 4 is the D * * Singang lying potential of 'his output Q taken. The output Q is routed to the inputs of two gates 5, 6 as well as to the B2 input of the PIO 10. Thus, the gates 5 and 6 are enabled for counting »About the second port δ are the pulses Hx of the measuring frequency ix in a Zäiilkaskade _? consisting of a first counter 7 'and a second counter 8, counted. The pulses Uo of the time base are counted via the first gate 5 into the software programmed counting cascade of channels 0 and 1 of the payer-timer circuit GTC 9. By virtue of the fact that channel 1 of CTC 9 is passed through, a signal "STOP" is given to a second Fegator 2, whereby the D flip-flop 3 is reset. At the input D of the D-type flip-flop 4 is now XOW ~ potential, which is taken with the following Lötf high edge 'of the measuring frequency fx from the output Q. This locks both gates 5 and 6, triggers an interrupt via the input B2 of the PlO and the latching process is completed. Then the meter readings are transferred to the main memory by means of the interrupt service routine and the frequency is calculated therefrom.

Der folgende Meßvorgang wird vorbereitet, indem die Zähler 7 und 8 rückgesetzt und die Kanäle 0 und 1 des CTC 9 erneut programmiert werden.The following measurement procedure is prepared by resetting counters 7 and 8 and reprogramming channels 0 and 1 of the CTC 9.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur E.ingrJbe von Impulsen benötigt keine Zwischenregister zur Übergabe der Zählergebnisse an den Mikroprozessor. Durch die Anordnung in Verbindung mit derThe arrangement according to the invention of pulses does not require intermediate registers for transferring the counting results to the microprocessor. By the arrangement in connection with the

. ; - 5 -, ; - 5 -

Software wird es'.möglich Impulsfolgefrequenzen (Schwankungen sind möglich) im unteren Frequenzbereich, v/ie sie für das Anwendungsgebiet der Erfindung- auftreten, zu messen. Dabei wird der gewünschte not7/endige Frequenzbereich weitestgehend durch die Soft-ware'und' den Systemtakt des Mikrorechners bestimmtSoftware will be able to measure pulse repetition rates (variations are possible) in the lower frequency range as they occur in the field of application of the invention. The desired frequency range is largely determined by the soft- ware and system clock of the microcomputer

Die Genauigkeit wird somit durch den Systemtäkt sowie durch ' die Frequenz:fο der Zeitbasis bestimmt. The accuracy is thus determined by the system clock and by the frequency: for the time base.

Claims

- 6 invention claim '.

Circuit arrangement for inputting pulse sequences for processing frequency-analogue output signals from volumetric flow measuring devices using a counter-timer circuit CTC and a parallel input circuit pio operating according to the principle of the prec ratio measurement, characterized in that one terminal of the PIO (10) is connected via a first inverter (1 ) is led to the input of a first D-llip-Pl'op (3), whose output Q is connected to the D input of a second D-Pllp-Plop, (4), at whose C input the measuring frequency fx is present, that the output Q of the D flip-flop (4) is guided to a first gate (5), at whose second input the frequency fo the time base of the CTC is applied, the output again with the CTC, (terminal CLE / TRGO ) is connected, that a second gate (6) is arranged, on whose first input the output Q of the second D flip-flop (4) and on whose second input the measuring frequency is guided, and its output with a counting decade (7, 8) is connected, and its output Q of the D flip-flop (4) and outputs of the counting decade (7; 8) are guided to terminals of the PIO (10).

For this Q, sheet drawings