bsp; 图2 采样控制信号之间的时序关系
另外,由于测量过程中被测频率信号与采样控制信号之间没有同步锁定关系,在计数的末尾将产生±1的附加误差,即参考文献[2]中所提到的量化误差。所以采样时间T和计数器的位数一定要选择合理。在本设计中,测量的频率在10kHz～300kHz的范围内变化,在待测的温度范围内温度每变化1℃,则阻值最小变化0.5828kΩ。当取T=20ms,R=100kΩ时,N=1000,则±1的量化误差的影响几乎可以忽略不计。
2.1.2 数据处理电路
由
于在频率测量电路中必然会存在测量误差,所以必须对这些测量数据结果进行处理。本设计针对数据处理提出了一种新的思路,其数据处理流程如图3所示。如图中所示,将频率测量电路中的数据结果N’先通过若干个寄存器移位寄存,然后利用比较器对寄存的数据进行比较,去除最大和最小值后将剩下的中间值相加,最后通过除法器得到平均值N。
图3 数据处理流程框图
采用该处理方法处理数据的优点为:
(1) 有效降低了测量误差的影响。通过比较器可以将突发的偶然错误数据排除。根据随机误差的补偿性原理,对于有限次测量,可以近似认为多次测量的算术平均值即为真值的最佳估计值。
(2) 可以动态地反映被测信号变化趋势。这种方法适用于很多对实时性测量要求较高的场合中。
2.1.3 温度映射电路
温度映射电路框图如图4所示。由图4可知,地址计数器和温度值计数器都是通过有限状态机来控制的。状态1:计数器清空;状态2:计数器计数;状态3:锁存计数结果;状态4:计数器结果输出。反复执行以上四种状态可实现温度的实时测量控制。
图4 温度映射电路框图
由于温度测量范围是-20℃～50℃,分辨率仅为1℃,所以ROM中只需存储70个数据,选用128×12位的ROM即可满足要求。同时,ROM中存储的不是如1℃、2℃、3℃等整数点的值,而