對脈沖邊沿信號具有檢測、計數(shù)和驗證功能的電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子信息技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有對脈沖邊沿信號進(jìn)行檢測、計數(shù)和驗證計數(shù)準(zhǔn)確性3種功能的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對于脈沖邊沿信號的檢測越來越普遍和重要，在很多的領(lǐng)域都需要對其進(jìn)行檢測和計數(shù)，比如需要統(tǒng)計太陽黑子在一個月之內(nèi)的活躍次數(shù)，當(dāng)其劇烈運動時，衛(wèi)星上的探測器將其轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。通過對脈沖進(jìn)行檢測和計數(shù)，就可以觀察到太陽黑子的活躍頻率，以此對氣候和氣象做出評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提出了一種對脈沖邊沿信號具有檢測、計數(shù)和驗證功能的電路，它可以對任何有規(guī)律或者無規(guī)律的脈沖邊沿信號進(jìn)行檢測，可以判斷該邊沿信號是上升沿脈沖還是下降沿，并分別對其進(jìn)行計數(shù)，該電路原理簡單，易于制作，有著極大的優(yōu)勢。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種對脈沖邊沿信號具有檢測、計數(shù)和驗證功能的電路，該電路包括2個觸發(fā)器、3組鎖存器、4個加法器、2個與門、I個異或門和I個比較器；其中，2個觸發(fā)器包括第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器，3組鎖存器包括第一鎖存器組、第二鎖存器組和第三鎖存器組，每個鎖存器組均分別包括3個位寬為I的鎖存器；4個加法器包括第一加法器、第二加法器、第三加法器和第四加法器；2個與門包括第一與門和第二與門；
[0005]第一觸發(fā)器的輸出端口與第二觸發(fā)器的數(shù)據(jù)端口相連，將第一觸發(fā)器的輸出和第二觸發(fā)器輸出的取反相與形成所述的第一與門，第一與門作為上升沿脈沖的檢測門電路；將第一觸發(fā)器輸出的取反和第二觸發(fā)器輸出相與形成所述的第二與門，第二與門作為下降沿脈沖的檢測門電路；將第一觸發(fā)器輸出和第二觸發(fā)器輸出異或形成上述的異或門，該異或門作為雙邊沿脈沖的檢測門電路；
[0006]所述第一與門的輸出連接到第一鎖存器組的使能端，第一鎖存器組的輸出端與第一加法器的一個輸入端相連，所述第一加法器的輸出端連接到第一鎖存器組的數(shù)據(jù)端口 ；所述第二與門的輸出連接到第二鎖存器組的使能端，第二鎖存器組的輸出端與第二加法器的一個輸入端相連，第二加法器的輸出端連接到第二鎖存器組的數(shù)據(jù)端口，所述異或門的輸出連接到第三鎖存器組的使能端，第三鎖存器組的輸出端與第三加法器的一個輸入端相連；第三加法器的輸出端連接到第三鎖存器組的數(shù)據(jù)端口 ；所述第一加法器、第二加法器和第三加法器的另一個輸入均固定為1，當(dāng)鎖存器組使能端為高電平時，該鎖存器組存儲其本身數(shù)據(jù)端口的信息，當(dāng)鎖存器組使能端為低電平時，該鎖存器組保持原值不變；所述第一鎖存器組用于上升沿計數(shù)，所述第二鎖存器組用于下升沿計數(shù)，所述第三鎖存器組用于雙邊沿計數(shù)；
[0007]所述第一鎖存器組和所述第二鎖存器組通過第四加法器進(jìn)行求和，所述第四加法器的輸出和所述第三鎖存器組的輸出均連接到所述比較器的輸入端，通過比較器的輸出結(jié)果驗證上升沿計數(shù)值和下降沿計數(shù)值。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0009]本發(fā)明的電路具有3種功能，第一可以對脈沖邊沿進(jìn)行檢測，通過檢測可以判斷該脈沖邊沿信號是上升沿脈沖或者下降沿脈沖，第二可以針對上升沿和下降沿的出現(xiàn)次數(shù)分別進(jìn)行計數(shù)，第三為了判斷該電路對上升沿脈沖和下降沿脈沖的計數(shù)值的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗證，該電路還增加了對雙邊沿脈沖的檢測，當(dāng)上升沿脈沖計數(shù)的數(shù)值與下降沿脈沖計數(shù)的數(shù)值之和等于雙邊沿脈沖計數(shù)的數(shù)值時，則說明上升沿和下降沿的計數(shù)數(shù)值都是正確，否則說明計數(shù)發(fā)生錯誤。因此，本發(fā)明電路實現(xiàn)了對采樣數(shù)據(jù)的信號提取、處理和驗證，提高了數(shù)據(jù)分析的可靠性和準(zhǔn)確性。而且搭建該電路只需2個觸發(fā)器，9個鎖存器，4個加法器，2個與門，I個異或門和一個比較器，原件數(shù)量比較少，具有相當(dāng)高的性價比。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明對脈沖邊沿信號具有檢測、計數(shù)和驗證功能的電路；
[0011]圖2是本發(fā)明的仿真波形。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體實施例僅對本發(fā)明進(jìn)行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明一種對脈沖邊沿信號具有檢測、計數(shù)和驗證功能的電路包括2個觸發(fā)、3組鎖存器、4個加法器、2個與門、I個異或門和I個比較器；其中，2個觸發(fā)器包括第一觸發(fā)器reg[l]和第二觸發(fā)器reg[2]，3組鎖存器包括第一鎖存器組(包括3個位寬為I的鎖存器latchl、latch2、latch7)、第二鎖存器組(包括3個位寬為I的鎖存器latch3、latch4、latch8)和第三鎖存器組(包括3個位寬為I的鎖存器latch5、latch6、latch9)；4個加法器包括第一加法器addl、第二加法器add2、第三加法器add3和第四加法器add4 ；2個與門包括第一與門andl和第二與門and2 ;
[0014]本電路有三個輸入信號分別為待測數(shù)據(jù)data、時鐘信號elk和復(fù)位信號rst，分別將時鐘信號elk和復(fù)位信號rst連接到第一觸發(fā)器reg[l]和第二觸發(fā)器reg[2]的時鐘端口 CLK和異步復(fù)位端口 RST，將待測數(shù)據(jù)data連接到第一觸發(fā)器reg[l]的數(shù)據(jù)端口 D，第一觸發(fā)器reg[l]的輸出端口 Q與第二觸發(fā)器reg[2]的數(shù)據(jù)端口 D相連。
[0015]將第一觸發(fā)器reg[l]的輸出和第二觸發(fā)器reg[2]輸出的取反相與形成所述的第一與門andl，第一與門andl作為上升沿脈沖的檢測門電路；將第一觸發(fā)器reg[l]輸出的取反和第二觸發(fā)器reg[2]輸出相與形成所述的第二與門and2，第二與門and2作為下降沿脈沖的檢測門電路；將第一觸發(fā)器reg[l]輸出和第二觸發(fā)器reg[2]輸出異或形成上述的異或門xor，該異或門xor作為雙邊沿脈沖的檢測門電路，從而實現(xiàn)了對每一個脈沖邊沿的檢測功能。
[0016]所述第一與門andl的輸出連接到第一鎖存器組(latchl、latch2、latch7)的使能端，第一鎖存器組的輸出端與第一加法器addl的一個輸入端相連，所述第一加法器addl的輸出端連接到第一鎖存器組的數(shù)據(jù)端口 ；所述第二與門and2的輸出連接到第二鎖存器組(latch3、latch4、latch8)的使能端，第二鎖存器組的輸出端與第二加法器add2的一個輸入端相連，第二加法器add2的輸出端連接到第二鎖存器組的數(shù)據(jù)端口，所述異或門xor的輸出連接到第三鎖存器組(latch5、latch6、latch9的使能端，第三鎖存器組的輸出端與第三加法器add3的一個輸入端相連；第三加法器add3的輸出端連接到第三鎖存器組的數(shù)據(jù)端口，所述第一加法器addl、第二加法器add2和第三加法器add3的另一個輸入均固定為1，當(dāng)?shù)谝换虻诙虻谌i存器組使能端為高電平時，該鎖存器組存儲其本身數(shù)據(jù)端口的信息，當(dāng)?shù)谝换虻诙虻谌i存器組使能端為低電平時，該鎖存器組保持原值不變；所述第一鎖存器組用于上升沿計數(shù)，所述第二鎖存器組用于下升沿計數(shù)，所述第三鎖存器組用于雙邊沿計數(shù)，從而實現(xiàn)了對每一個脈沖邊沿的計數(shù)功能。
[0017]為了驗證上升沿計數(shù)值num_pos和下降沿計數(shù)值num_neg的準(zhǔn)確性，可以將用于上升沿計數(shù)的第一鎖存器組和用于下降沿計數(shù)的第二鎖存器組通過第四加法器add4進(jìn)行求和，并將所述第四加法器add4的輸出與用于雙邊沿計數(shù)的第三鎖存器組的輸出均連接到所述比較器equal的輸入端，比較器equal的輸出用ture來表示，當(dāng)ture = I時，則說明上升沿計數(shù)值和下降沿計數(shù)值是準(zhǔn)確的，當(dāng)ture = O時，則說明上升沿計數(shù)值和下降沿計數(shù)值發(fā)生了錯誤，通過比較器equal的輸出結(jié)果驗證上升沿計數(shù)值和下降沿計數(shù)值。圖1中示出了本發(fā)明電路有六個輸出信號，分別為上升沿脈沖計數(shù)輸出信號num_pOS[2:0]、下降沿脈沖計數(shù)輸出信號num_neg[2:0]、雙邊沿脈沖計數(shù)輸出信號num_double[2:0]、上升沿脈沖輸出信號Pos_dege