博尔森磁致伸缩位移传感器多脉冲时间测量单元

这是博尔森科技有限公司磁致伸缩位移传感器另一种采用常规 TTL 硬件搭建的时间测量装置。
设计思路：提供易于理解、无需 CPLD 等特殊芯片的电路。

该磁致伸缩位移传感器性能非常出色，我个人更推荐用它替代 Arduino Uno 进行测量。
它最多可测量 16 个脉冲时间值，每个值为 16 位。

工作原理

测量启动方式：将 EN（以及 nCLK）置为高电平，
通过 CHSEL 选择通道，然后触发激励脉冲（TRIG）。

TRIG 信号 复位 74LS193 索引计数器，该计数器用于寻址存储单元。

通过单稳态触发器 CD4089 对 TRIG 信号进行延时，用于屏蔽激励脉冲后立即出现的干扰信号。

延时后的触发信号复位 RS 触发器，时钟脉冲送入同步计数器 74LS161。

当有效信号的下降沿到来时，
会将当前计数器的计数值存入由索引计数器寻址的 4 位 TTL 存储器 74LS198。

每个有效信号脉冲会使索引计数器加 1。
当索引计数器溢出时，进位信号会复位 RS 触发器，关闭计时计数器，测量停止。

如果检测到的信号少于 16 个，单片机也可以通过将 EN 置低 主动终止测量。

数据读取方式

单片机可通过 nCLK 递减索引计数器 读取存储的数值，
并通过 BO 信号 判断是否读到 0（BO 为低电平表示归零）。

每个计数值按 4 位（nibble） 依次读取，由地址线 A、B 选择。
4 位数据从 A0~A3 输出。
单片机需要对读到的数据取反，因为 74LS189 是反相输出。

分辨率与时钟

使用 16MHz 晶振：位置分辨率约 0.2 mm

74LS161 可替换为 74F161，支持更高时钟频率

使用 32MHz 晶振：位置分辨率可达 0.1 mm

也可以用 两片 8 位计数器 74HC590 替代 4 片 74LS161，
74HC590 可稳定工作在 32MHz。

74HC590 级联方法

时钟信号接入两片 74HC590 的 RCK（脚13）

第一片：CCK（脚11） 与 RCK 短接

级联：第二片的 RCK 接第一片的 RCO（脚9）

nG（脚14） 与 nCCEN（脚12） 接 GND

两片的 nCCLR（脚10） 共同接 RS 触发器 74LS74 的 2Q* 输出

审核编辑 黄宇