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 硬件搭建的時間測量裝置。
設(shè)計思路：提供易于理解、無需 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，我個人更推薦用它替代 Arduino Uno 進行測量。
它最多可測量 16 個脈沖時間值，每個值為 16 位。

工作原理

測量啟動方式：將 EN（以及 nCLK）置為高電平，
通過 CHSEL 選擇通道，然后觸發(fā)激勵脈沖（TRIG）。

TRIG 信號 復位 74LS193 索引計數(shù)器，該計數(shù)器用于尋址存儲單元。

通過單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 CD4089 對 TRIG 信號進行延時，用于屏蔽激勵脈沖后立即出現(xiàn)的干擾信號。

延時后的觸發(fā)信號復位 RS 觸發(fā)器，時鐘脈沖送入同步計數(shù)器 74LS161。

當有效信號的下降沿到來時，
會將當前計數(shù)器的計數(shù)值存入由索引計數(shù)器尋址的 4 位 TTL 存儲器 74LS198。

每個有效信號脈沖會使索引計數(shù)器加 1。
當索引計數(shù)器溢出時，進位信號會復位 RS 觸發(fā)器，關(guān)閉計時計數(shù)器，測量停止。

如果檢測到的信號少于 16 個，單片機也可以通過將 EN 置低 主動終止測量。

數(shù)據(jù)讀取方式

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

每個計數(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。
單片機需要對讀到的數(shù)據(jù)取反，因為 74LS189 是反相輸出。

分辨率與時鐘

使用 16MHz 晶振：位置分辨率約 0.2 mm

74LS161 可替換為 74F161，支持更高時鐘頻率

使用 32MHz 晶振：位置分辨率可達 0.1 mm

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

74HC590 級聯(lián)方法

時鐘信號接入兩片 74HC590 的 RCK（腳13）

第一片：CCK（腳11） 與 RCK 短接

級聯(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