基于AT90S8515单片机的瞬变信号捕获与存储器

　　当代科学研究的许多领域中，常会遇到如何捕捉单次瞬变信号的问题。对于单脉冲信号捕获、周期信号频谱分析等高速数据采集系统，通常都采用DMA技术实现。不论是由PC机内的DMA控制器芯片实现，还是由单片机结合DMA技术实现，其系统结构都比较复杂;若采用通用DSP芯片开发该类仪器仪表，造价过高。故此，研制电路简单、实用廉价的高速数据采集系统是很必要的。本瞬变信号捕获与存储正是基于以上因素而设计的，它由AT90S8515单片机直接控制TLC5510高速A/D实现高速数据采集，采样速率高达8MHz，具有如下功能：

　　·可捕获各种单次脉冲，最小脉宽可达1微秒。

　　·可将捕获信号通过X轴、Y轴输出，在CRT上显示出来。

　　·能实现超低频(1Hz以内)信号的稳定显示。

　　·捕获信号的触发电平、宽度均可预置。

　　该系统已应用于RLC电路暂态分析测量系统。

　　1 AT90S8515简介

　　ATMEL公司新推出的0系列单片机，内含高速闪存FLASH，是基于增强精简指令RISC结构的单片机，简称AVR单片机。该系列单片机在吸收PIC及8051单片机优点的基础上，作了重大改进，性能十分优异。AT90S8515是AVR中比较典型的一种，它用32个快速存取RISC寄存器代替累加器，避免啊传统的累加器与存储器间的数据传送;可在一个时钟周期内执行一条指令来访问两个独立的寄存器，代码效率比常规CISC微控制器快十倍;片内具有8K字节的Flash ROM存储器，是8位单片机中第一种真正的RISC单片机。

　　AT90S8515引脚与MCS-51系列单片机的引脚兼容。有PA、PB、PC、PD四个8位并行口，其中PA、PC口具有I/O及AD总线功能，PB、PD口具有I/O及特殊功能复用特点;复位端RESET采用低电平复位，具有良好的抗干扰性能。AT90S8515运用Harvard结构概念，即对程序和数据带有不同的存储器和总线， 通过单一级的流水线可对程序存储器进行访问。当执行某一指令时，下一指令被预先从程序存储器中取回，这使得指令可以在每一个时钟周期内被执行，如图1所示。

　　AT90S8515有模拟比较器，它对正极PB2引脚(AIN0)和负极PB3引脚(AIN1)的输入值进行比较。当PB2端的电压高于PB3端的电压时，模拟比较器输出(ACO)为1。比较器的输出可独发定时器/计数器T1的输入捕获功能;此外，比较器的输出可触发一个独立于模拟比较器的中断，用户可以选择比较器输出上升、下降沿触发中断。其方框图如图2所示，由ACSR寄存器实现对该比较器的设定。

　　2 系统构成

　　系统构成如图3所示。采用AT90S8515单片机，输入信号经A/D转换后通过PA口送入单片机内的SRAM中，同时输入信号经PB3端引入到单片机的模拟比较器的负端，而该模拟比较器的正端(PB2)连到触发电平电位器。