基于Intel8279芯片對(duì)傳感器陣列開關(guān)信號(hào)精確檢測研究

雷立勇

摘 要：游泳比賽電動(dòng)計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)。其中計(jì)時(shí)器CPU將Intel8279芯片的工作設(shè)置為傳感器矩陣方式，不間斷地對(duì)外部64個(gè)機(jī)械壓力傳感器的動(dòng)作進(jìn)行檢測、計(jì)時(shí)與計(jì)算出需要的數(shù)據(jù)。從而得到一種精確檢測多個(gè)傳感器狀態(tài)發(fā)生改變的時(shí)點(diǎn)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)；8279；傳感器陣列；精確；方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.203

1 工作原理

比賽用游泳電子計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)。其中計(jì)時(shí)器不間斷地對(duì)外部機(jī)械壓力傳感器的動(dòng)作進(jìn)行檢測和計(jì)時(shí)。在每條泳道兩端都分別有3類機(jī)械壓力傳感器在捕捉運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作信號(hào)，這3大類共64個(gè)機(jī)械壓力傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)記錄、運(yùn)算處理，得到運(yùn)動(dòng)員的成績和名次，并將這些數(shù)據(jù)打印與公告。

系統(tǒng)為達(dá)到精確記錄成績的目的，就要求計(jì)時(shí)器對(duì)外部每一個(gè)傳感器的動(dòng)作精確檢測，檢測時(shí)間精度大于千分之一秒，對(duì)于時(shí)間間隔為1ms的32個(gè)傳感器的產(chǎn)生的脈沖序列不能有遺漏，而且檢測電路還能有效分辨兩個(gè)傳感器之間時(shí)間間隔大于等于0.5ms的動(dòng)作信號(hào)。

2 設(shè)計(jì)思路

系統(tǒng)用來采集運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作信號(hào)的機(jī)械壓力傳感器都是符合國際游泳聯(lián)合會(huì)有關(guān)規(guī)則的，它們?cè)陂]合與打開時(shí)都不可避免的會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，所以數(shù)字處理電路需要對(duì)輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化延展整形，根據(jù)數(shù)據(jù)的性質(zhì)，采用傳感器的脈沖信號(hào)下降沿或上升沿作為有效檢測時(shí)點(diǎn)。Intel8279工作在傳感器矩陣方式時(shí)，F(xiàn)IFO/傳感器RAM用作傳感器存儲(chǔ)器，它存放著傳感器矩陣中的每一個(gè)傳感器狀態(tài)，即存儲(chǔ)器中的每一位對(duì)應(yīng)著外部傳感器的工作狀態(tài)。經(jīng)過轉(zhuǎn)化延展整形的脈沖波形輸入8279的回復(fù)線RL0RL7， RL0RL7的內(nèi)容直接被送往相應(yīng)的傳感器RAM（即FIFO存儲(chǔ)器）。若檢測出傳感器有變化，IRQ信號(hào)就變?yōu)楦唠娖剑駽PU申請(qǐng)中斷。CPU響應(yīng)8279的中斷后即可得到任一傳感器動(dòng)作的具體時(shí)間。

為了精確記錄外部傳感器動(dòng)作的時(shí)點(diǎn)，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮以下幾個(gè)問題：

（1）機(jī)械壓力傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化延展整形后的時(shí)間延遲；（2）Intel8279輸出的掃描信號(hào)頻率；（3）Intel8279發(fā)出中斷申請(qǐng)到計(jì)時(shí)器CPU響應(yīng)中斷的時(shí)間間隔長短。

圖1為Intel8279的SL0～SL2經(jīng)3-8譯碼器輸出的掃描信號(hào)y0～y7的波形，掃描信號(hào)的頻率為3.906KHZ；

圖2為Intel8279發(fā)出中斷申請(qǐng)到主處理器響應(yīng)中斷的波形，中斷申請(qǐng)到響應(yīng)中斷的最大延時(shí)為50us；

3 軟件設(shè)計(jì)

中斷部分是本系統(tǒng)的關(guān)鍵， Intel8279掃描到傳感器狀態(tài)發(fā)生變化并申請(qǐng)中斷，主處理器響應(yīng)中斷后中斷處理程序要求用最少的時(shí)間完成對(duì)中斷時(shí)點(diǎn)的保存與傳感器RAM內(nèi)容的保存，數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算放在主程序中。

4 總結(jié)

本文基于Intel8279芯片的傳感器陣列工作方式，對(duì)外部多達(dá)64個(gè)開關(guān)脈沖信號(hào)進(jìn)行檢測與精確計(jì)時(shí)，使系統(tǒng)的計(jì)時(shí)精度可以超過千分之一秒，而且也保證能捕捉到最多32個(gè)外部機(jī)械壓力傳感器在相鄰1ms相繼產(chǎn)生狀態(tài)變化時(shí)的脈沖信號(hào)，本設(shè)計(jì)器件運(yùn)用少，節(jié)能、準(zhǔn)確、操作簡便，同時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性較高，運(yùn)用本設(shè)計(jì)的游泳電子計(jì)時(shí)記分系統(tǒng)已經(jīng)在許多國際、國內(nèi)大賽中使用，取得較好的成績與聲譽(yù)。同時(shí)運(yùn)用本設(shè)計(jì)也可以為多路開關(guān)信號(hào)狀態(tài)發(fā)生改變的時(shí)點(diǎn)進(jìn)行精確檢測提供一種解決方法。

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