随着半导体工艺的飞速发展和芯片设计水平的不断进步，ARM微处理器的性能得到大幅度地提高，同时其芯片的价格也在不断下降，嵌入式系统以其独有的优势，己经广泛地渗透到科学研究和日常生活的各个方面。 本文以ARM7 LPC2132处理器为核心，结合盖革一弥勒计数管对Time-To-Count辐射测量方法进行研究。ARM结构是基于精简指令集计算机(RISC)原理而设计的，其指令集和相关的译码机制比复杂指令集计算机要简单得多，使用一个小的、廉价的ARM微处理器就可实现很高的指令吞吐量和实时的中断响应。基于ARM7TDMI-S核的LPC2132微处理器，其工作频率可达到60MHz，这对于Time-To-Count技术是非常有利的，而且利用LPC2132芯片的定时/计数器引脚捕获功能，可以直接读取TC中的计数值，也就是说不再需要调用中断函数读取TC值，从而大大降低了计数前杂质时间。本文是在我师兄吕军的《Time-To-Count测量方法初步研究》基础上，使用了高速的ARM芯片，对基于MCS-51的Time-To-Count辐射测量系统进行了改进，进一步论证了采用高速ARM处理器芯片可以极大的提高G-M计数器的测量范围与测量精度。 首先，讨论了传统的盖革-弥勒计数管探测射线强度的方法，并指出传统的脉冲测量方法的不足。然后讨论了什么是Time-To-Count测量方法，对Time-To-Count测量方法的理论基础进行分析。指出Time-To-Count方法与传统的脉冲计数方法的区别，以及采用Time-To-Count方法进行辐射测量的可行性。 接着，详细论述基于ARM7 LPC2132处理器的Time-To-Count辐射测量仪的原理、功能、特点以及辐射测量仪的各部分接口电路设计及相关程序的编制。 最后得出结论，通过高速32位ARM处理器的使用，Time-To-Count辐射测量仪的精度和量程均得到很大的提高，对于Y射线总量测量，使用了ARM处理器的Time-To-Count辐射测量仪的量程约为20 u R/h到1R/h，数据线性程度也比以前的Time-To-CotJnt辐射测量仪要好。所以在使用Time-To-Count方法进行的辐射测量时，如何减少杂质时间以及如何提高计数前时间的测量精度，是决定Time-To-Count辐射测量仪性能的关键因素。实验用三只相同型号的J33G-M计数管分别作为探测元件，在100U R/h到lR/h的辐射场中进行试验.每个测量点测量5次取平均，得出随着照射量率的增大，辐射强度R的测量值偏小且与辐射真实值之间的误差也随之增大。如果将测量误差限定在10％的范围内，则此仪器的量程范围为20 u R/h至1R/h，量程跨度近六个数量级。而用J33型G-M计数管作常规的脉冲测量，量程范围约为50 u R/h到5000 u R/h，充分体现了运用Time-To-Count方法测量辐射强度的优越性，也从另一个角度反应了随着计数前时间的逐渐减小，杂质时间在其中的比重越来越大，对测量结果的影响也就越来越严重，尽可能的减小杂质时间在Time-To-Count方法辐射测量特别是测量高强度辐射中是关键的。笔者用示波器测出此辐射仪器的杂质时间约为6.5 u S，所以在计算定时器值的时候减去这个杂质时间，可以增加计数前时间的精确度。通过实验得出，在标定仪器的K值时，应该在照射量率较低的条件下行，而测得的计数前时间是否精确则需要在照射量率较高的条件下通过仪器标定来检验。这是因为在照射量率较低时，计数前时间较大，杂质时间对测量结果的影响不明显，数据线斜率较稳定，适宜于确定标定系数K值，而在照射量率较高时，计数前时间很小，杂质时间对测量结果的影响较大，可以明显的在数据线上反映出来，从而可以很好的反应出仪器的性能与量程。实验证明了Time-To-Count测量方法中最为关键的环节就是如何对计数前时间进行精确测量。经过对大量实验数据的分析，得到计数前时间中的杂质时间可分为硬件杂质时间和软件杂质时间，并以软件杂质时间为主，通过对程序进行合理优化，软件杂质时间可以通过程序的改进而减少，甚至可以用数学补偿的方法来抵消，从而可以得到比较精确的计数前时间，以此得到较精确的辐射强度值。对于本辐射仪，用户可以选择不同的工作模式来进行测量，当辐射场较弱时，通常采用规定次数测量的方式，在辐射场较强时，应该选用定时测量的方式。因为，当辐射场较弱时，如果用规定次数测量的方式，会浪费很多时间来采集足够的脉冲信号。当辐射场较强时，由于辐射粒子很多，产生脉冲的频率就很高，规定次数的测量会加大测量误差，当选用定时测量的方式时，由于时间的相对加长，所以记录的粒子数就相对的增加，从而提高仪器的测量精度。通过调研国内外先进核辐射测量仪器的发展现状，了解到了目前最新的核辐射总量测量技术一Time-To-Count理论及其应用情况。论证了该新技术的理论原理，根据此原理，结合高速处理器ARM7 LPC2132，对以G-计数管为探测元件的Time-To-Count辐射测量仪进行设计。论文以实验的方法论证了Time-To-Count原理测量核辐射方法的科学性，该辐射仪的量程和精度均优于以前以脉冲计数为基础理论的MCS-51核辐射测量仪。该辐射仪具有量程宽、精度高、易操作、用户界面友好等优点。用户可以定期的对仪器的标定，来减小由于电子元件的老化对低仪器性能参数造成的影响，通过Time-To-Count测量方法的使用，可以极大拓宽G-M计数管的量程。就仪器中使用的J33型G-M计数管而言，G-M计数管厂家参考线性测量范围约为50 u R/h到5000 u R/h，而用了Time-To-Count测量方法后，结合高速微处理器ARM7 LPC2132，此核辐射测量仪的量程为20 u R/h至1R/h。在允许的误差范围内，核辐射仪的量程比以前基于MCS-51的辐射仪提高了近200倍，而且精度也比传统的脉冲计数方法要高，测量结果的线性程度也比传统的方法要好。G-M计数管的使用寿命被大大延长。 综上所述，本文取得了如下成果：对国内外Time-To-Count方法的研究现状进行分析，指出了Time-To-Count测量方法的基本原理，并对Time-T0-Count方法理论进行了分析，推导出了计数前时间和两个相邻辐射粒子时间间隔之间的关系，从数学的角度论证了Time-To-Count方法的科学性。详细说明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count辐射测量仪的硬件设计、软件编程的过程，通过高速微处理芯片LPC2132的使用，成功完成了对基于MCS-51单片机的Time-To-Count测量仪的改进。改进后的辐射仪器具有量程宽、精度高、易操作、用户界面友好等特点。本论文根据实验结果总结出了Time-To-Count技术中的几点关键因素，如：处理器的频率、计数前时间、杂质时间、采样次数和测量时间等，重点分析了杂质时间的组成以及引入杂质时间的主要因素等，对国内核辐射测量仪的研究具有一定的指导意义。
标签： TimeToCount ARM 辐射测量仪
上传时间： 2013-06-24
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以89S52单片机和EP1C6Q240C8型FPGA为控制核心的多功能计数器，是由峰值检波、A/D转换、程控放大、比较整形、移相网络部分组成,可实现测量正弦信号的频率、周期和相位差的功能。多功能计数器采用等精度的测量方法，可实现频率为1Hz～10MHz、幅度为0.01～5Vrms的正弦信号的精确测频，以及频率为10Hz～100kHz、幅度为0.5～5Vrms的正弦信号精确测相。液晶显示器能够实时显示当前信号的频率、周期和相位差。该多功能计数器精度高，界面友好，实用性强。 Abstract: A multi-function counter，which uses89S52MCU and EP1C6Q240C8FPGA as a control core，consists of peak detector，A/D conversion，program-controlled amplification，compared shaping and phase-shifting network part.The counter measures the frequency，period and phase of sinusoidal signal.With the equal precision method,the multi-function counter achieves the precise frequency measurement of the sinusoidal signal which its frequency is from1Hz to10MHz，its amplitude is from0.01Vrms to5Vrms，as well as the accurate phase measurement of the sinusoidal signal which its frequency is from10Hz to100kHz，its amplitude is from0.5Vrms to5Vrms.The LCD monitor real-time displays the frequency，period and phase difference of current signal.The multi-function counter features high precision，friendly interface，and strong practical.
上传时间： 2013-11-15
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HT48 MCU定时器/计数器的应用 本文以 HT48R10A-1 为例，分别介绍HT48RXA-1 系列中定时器/计数器的内部计时模式、脉宽测量模式、事件计数模式这三种模式的使用方法及其注意事项。
上传时间： 2013-10-11
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本系统针对设计制作简易多功能计数器能接收函数信号发生器产生的信号，实现周期测量、频率测量和时间间隔测量的功能的要求。通过分频和整形，利用C8051F020 [1] 的可编程计数器阵列（PCA）的边沿捕捉模式对信号的上升沿捕捉并计时，从而达到对频率、周期和时间间隔测量的目的，并能使测量的范围和测量精度达到预期的要求，还能实现显示温度、时间和记忆10 个测量过的历史数据、显示峰值等扩展需求。
上传时间： 2013-10-21
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如何使用高级触发测量程序跑飞:LA系列逻辑分析仪内部集成了32位的定时器、32位的计数器和高速比较模块，高效的使用以上模块资源可以使您的测量事半功倍。逻辑分析仪在实际应用中主要作用有：1.观察波形，看看测量波形中是否存在毛刺、干扰、频率是否正确等；2.时序测量，对被测信号进行时序校对，看看操作时序是否符合要求。3.辅助分析，利用逻辑分析仪完善的协议分析功能来进行辅助分析；4.查错功能，利用逻辑分析仪强大的触发功能来进行错误捕获。当单片机的PC值（程序计数器）对没有程序的地方进行取指时，称为程序跑飞。程序跑飞的原因有多种，主要有以下原因：1) 客观原因：单片机受到外界强干扰造成PC值寄存器改变；2）程序Bug：用户程序调用函数指针，对非程序空间进行对用。以80C51单片机为例子，当程序跑到非用户程序区时，单片机使用PSEN对外部程序进行取指，使用逻辑分析仪可以设置触发条件，当使用PSEN对外部程序进行取指时进行记录，把出错情况前后的状态记录下来进行分析，查找出错原因。如80C51的取指范围正确为0x0000~0x3fff，则当对0x3fff以上地址进行取指时为程序跑飞。分析80C51对外部程序取指的时序，如图1所示。
上传时间： 2013-10-11
上传用户：panpanpan
里用单片机、2个计数器以及D触发器对被测信号脉冲与标准信号脉冲利用单片机、2个计数器以及D触发器对被测信号脉冲与标准信号脉冲,同时计数，实现频率测量功能。在保证产品质量和提高产品功能的同时降低制作成本, 对产品进行简化设计。
上传时间： 2014-07-04
上传用户：大三三
里用单片机、2个计数器以及D触发器对被测信号脉冲与标准信号脉冲利用单片机、2个计数器以及D触发器对被测信号脉冲与标准信号脉冲,同时计数，实现频率测量功能。在保证产品质量和提高产品功能的同时降低制作成本, 对产品进行简化设计。
上传时间： 2013-12-31
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里用单片机、2个计数器以及D触发器对被测信号脉冲与标准信号脉冲利用单片机、2个计数器以及D触发器对被测信号脉冲与标准信号脉冲,同时计数，实现频率测量功能。在保证产品质量和提高产品功能的同时降低制作成本, 对产品进行简化设计。
上传时间： 2013-12-01
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数字频率计数器又称通用计数器，是电子测量领域中最常见的测量仪器之一。它可以测量正弦波的频率（周期），脉冲波的频率（周期），脉冲宽度等时间参数。在通信，电子等领域中有广泛的应用。本文对传统的测频方法中存 在的精度低的问题进行了分析：数字频率计数器在测量高频信号时能够达到足够高的测量精度，但在测低频信号时，其测量结果的有效位数将会减少，精度也会相应的降低。在此基础上提出了一种基于单片机的等精度测频率，测周期，测脉冲宽度的实现方法。介绍了单片机的内部计数器与程序的运算功能进行等精度测量方法的实现。给出了测量的原理与方案的具体实现。所谓等精度测量法，它是一种测量精度与被测频率无关的测量方法。即满足在高频与低频时具有相同的精度。由于充分的利用单片机本身的软硬件资源，使得设计不需要太多的外围电路就能够实现准确的测量。
上传时间： 2013-12-02
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简易数字频率计利用复杂可编程逻辑器件FPGA,VHDL编程将所有功能模块集成在一块芯片上。功能模块包括时基脉冲发生器、计数器、数据锁存器和显示电路4部分。设计时先分别设计各功能模块，并调试得到正确仿真结果，然后将各个功能模块组合起来。最后作整体仿真、下载，得到实物。由于采用纯数字硬件设计制作，稳定性、可靠性远远高于使用单片机或模拟方式实现的系统，外围电路简单。该数字频率计达到预期要求，实现了可变量程测量，测量范围0.1Hz—9999MHz，精度可达0.1Hz。
上传时间： 2016-03-20
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