DE3244249A1

DE3244249A1 - Counting device

Info

Publication number: DE3244249A1
Application number: DE19823244249
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. 7440 Nürtingen Böttigheimer; Karl-Heinz 7315 Weilheim Einsele; Michael Dipl.-Ing. 7340 Geislingen Fellhauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-11-30
Filing date: 1982-11-30
Publication date: 1984-05-30

Abstract

A counting device is proposed which is used for counting the time between two events. The counting device comprises a clock generator which is followed by a divider. After a first event, the clock generator is connected directly to the counter so that the time between two events is measured with a high resolution. If the time exceeds a predetermined value, which is given by a certain count, a frequency divider is automatically connected between the clock generator and the counter in order to increase the measuring range. This results in a particularly wide measuring range of the counting device. <IMAGE>

Description

Zählvorr i chtungCounting device

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Zählvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Zählvorrichtungen zur Auszählung der Zeit zwischen zwei Ereignissen sind bereits allgemein bekannt. Für solche Zeitmessungen werden in der Regel Binärzähler verwendet. Die Torzeit für den Zähltakt wird aus den Eingangssignalen der beiden Ereignisse gebildet. Durch den Zähler werden die Zählimpulse gezählt, die während dieser Zeit zum Zähler gelangt sind. Um nun eine möglichst hohe Auflösung zu erzielen, benötigt man eine hohe Taktfrequenz. m gleichzeitig einen großen Bereich überdecken zu können, benötigen bekannte Zählvorrichtungen einen Zähler mit großer Stellenzahl. Bekannte Zählvorrichtungen mit einer hohen Auflösung und mit einem großen Meßbereich sind daher sehr teuer. Auch die T«eiterverarbeitung der Signale des Zählers mit einer großen Stellenzahl bereitet große Schwierigkeiten. So sind beispielsweise zusätzliche BCD-Wandler erforderlich oder aber die Ubertragungszeit zu einem Rechner, der zur Meßwertverarbeitung dient, dauert sehr lange. Weiterhin ist es ab einer gewissen gemessenen Zeit nicht mehr sinnvoll, mit voller Yählerauflösung zu arbeiten, da die niedrigsten Stellen beispielsweise aufgrund von Meßfehlern nicht mehr zu verwerten sina.PRIOR ART The invention is based on a counting device according to the genre of the main claim. Counting devices for counting the time between two events are already well known. For such timing measurements will be usually binary counters used. The gate time for the counting cycle is derived from the input signals formed of the two events. The counter counts the counting pulses, that reached the counter during this time. To get the highest possible resolution To achieve this, you need a high clock frequency. m at the same time a large area To be able to cover, known counting devices require a counter with a large Number of digits. Known counting devices with a high resolution and with a large measuring range are therefore very expensive. Also the processing of the signals of the counter with a large number of digits causes great difficulty. So are For example, additional BCD converters are required or the transmission time to a computer that is used to process measured values takes a long time. Farther after a certain measured time it no longer makes sense, with full counter resolution to work because the lowest digits are not, for example, due to measurement errors more to exploit sina.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Zählvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei niedrigen Ereignisabständen eine hohe Auflösu erreicht wird und gleichzeitig ein sehr hoher Meßbereich gegeben ist. Die Zahl der benötigten Bauelemente ist dabei stark verringert, so daß die Zahivorrichtung preisgünstig herstellbar ist. Die hohe Auflösung im niedrigen Meßbereich und der insgesamt große Meßbereich bleiben dabei erhalten.Advantages of the Invention The counting device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that at low event intervals a high resolution is achieved and at the same time a very high measuring range is given. The number of components required is included greatly reduced, so that the payment device can be manufactured inexpensively. The height The resolution in the low measuring range and the overall large measuring range remain the same obtain.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zählvorrichtung möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Developments and improvements of the counting device specified in the main claim possible.

Besonders vorteilhaft ist es, die Einschaltung des Frequenzzählers in Abhängigkeit des Zustands des höchsten Zählerbits ZU bewirken. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der vorhandene Zähler vollständig ausgenutzt wird, d.h. die hohe Auflösung möglichst lange erhalten wird und gleichzeitig auf einfache Art und Weise eine Umschaltung des Taktgenerators bewirkt werden kann.It is particularly advantageous to switch on the frequency counter depending on the state of the highest counter bit ZU. By this measure it is achieved that the existing counter is fully used, i.e. the high one Resolution is obtained as long as possible and at the same time in a simple manner the clock generator can be switched over.

Weiterhin ist es vorteilhaft, eine Umschaltlogik vorzusehen, die in Abhängigkeit von einem bestimmten Zählerstand das Einfügen des Frequenzteilers bewirkt. Durch die Umschaltlogik ist es möglich, auf besonders einfache Art und Weise die Umschaltung zwischen beiden Frequenzen zu bewirken. Die gesamte Schaltungsanordnung, die digital aufgebaut ist, kann dadurch auf einfache Art und Weise auf einem integrierten Schaltkreis vereinigt sein.Furthermore, it is advantageous to provide a switching logic that is shown in The frequency divider is inserted depending on a specific counter reading. The switching logic makes it possible to use particularly simple Art and way to switch between the two frequencies. The entire circuit arrangement, which is built digitally, can thus be easily integrated on a Be united circuit.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt eine umschalt,bare Zählvorrichtung nach der Erfindung.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing shown and explained in more detail in the following description. The figure shows a switchable, face counting device according to the invention.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Figur 1 zeigt eine Zählvorrichtung mit einem Zähler 7, der als Binärzähler ausgebildet ist. Der Binärzähler 7 weist Ausgänge B1 bis B28 auf, wobei B1 das least significant bit (LSB) und B28 das most significant bit (MSB) darstellt.Description of the exemplary embodiment FIG. 1 shows a counting device with a counter 7, which is designed as a binary counter. The binary counter 7 has Outputs B1 to B28, where B1 is the least significant bit (LSB) and B28 is the most significant bit (MSB).

An den Takteingang des Zählers 7 ist der Ausgang eines UND-Gliedes 2 angeschlossen. Der eine Eingang des UND-Gliedes 2 führt zu einer nicht dargestellten Start-Stop-Logik, durch die ein Impuls generiert wird, der durch zwei Ereignisse bestimmt ist. Der Ausgang eines Taktgenerators 8 ist einerseits zu einem Eingang eines UND-Gliedes k und andererseits zum Eingang eines Teilers 9 geführt. Der Ausgang des Teilers 9 steht mit einem Eingang eines UND-Gliedes 6 in Verbindung.The output of an AND element is connected to the clock input of the counter 7 2 connected. One input of the AND gate 2 leads to one not shown Start-stop logic through which an impulse is generated by two events is determined. The output of a clock generator 8 is on the one hand an input of an AND element k and, on the other hand, to the input of a divider 9. The exit of the divider 9 is connected to an input of an AND element 6.

An den weiteren Eingang des UND-Gliedes 6 wird der Ausgang B28 des Zählers 7 geführt. Des weiteren ist der Ausgang B28 an den Eingang eines Inverters 5 geführt, dessen Ausgang mit dem weiteren Eingang des UND-Gliedes 4 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 4 und des UND-Gliedes 6 führt zu jeweils einem Eingang eines ODER-Gliedes 3, dessen Ausgang wiederum mit dem weiteren Eingang des UND-Gliedes 2 verbunden ist. Die Ausgänge B1 bis B28 des Zählers 7 führen zu einem Datenbus 10, der beispielsweise zu einem 3CD-Wandler führt. An diese sind beispielsweise Recheneinrichtungen anschließbar, die das Meßergebnis auswerten.At the other input of the AND element 6, the output B28 of the Counter 7 led. Furthermore, the output B28 is connected to the input of an inverter 5 out, the output of which is connected to the other input of the AND element 4. The output of the AND element 4 and the AND element 6 each lead to an input an OR element 3, the output of which in turn connects to the further input of the AND element 2 is connected. The outputs B1 to B28 of the counter 7 lead to a data bus 10 which leads, for example, to a 3CD converter. At these are For example, computing devices can be connected that evaluate the measurement result.

Da ein Rechner, welcher das Meßergebnis auswertet, Im allgemeinen nur eine begrenzte Stellenzahl verarbeiten und anzeigen kann, ist es ab einer gewissen gemessenen Zeit nicht mehr sinnvoll, mit voller Zählerauflösung zu arbeiten. Bei der gezeigten Schaltung wird daher bei hoher Auflösung im niedrigen Meßbereich und bei niedriger Auflösung in einem höheren Meßbereich eine große Bauteileersparnis erzielt und weiterhin erreicht, daß das Ergebnis immer in der Größenordnung liegt, die beispielsweise von einem Rechner verarbeitet werden kann.Since a computer, which evaluates the measurement result, in general can only process and display a limited number of digits, it is from a certain point onwards measured time no longer makes sense to work with full counter resolution. at the circuit shown is therefore at high resolution in the low measuring range and with low resolution in a higher measuring range, a large saving in components achieved and furthermore achieved that the result is always in the order of magnitude which can be processed, for example, by a computer.

Die insgesamt 28 binären Informationen erfordern einen Rechner, der maximal sieben dezimale Ziffern erfaßen kann.The total of 28 binary pieces of information require a computer that can record a maximum of seven decimal digits.

Das Meßfenster, das beispielsweise durch eine Start-Stop-Logik erzeugt wird, liegt über dem Eingang 1 am UND-Glied 2 an. Da der Ausgang B28 nach dem Aufreten des ersten Ereignisses auf einer logischen 0 ist, gelangt der Takt des Generators 8 über das UND-Glied 4 direkt an den Eingang des UND-Gliedes 2 und damit zum Zähler. Der Zähler zählt mit dieser Frequenz so lange, bis der Ausgang B28 auf eine logische 1 gelangt. Ist das Ereignis zuvor beendet, bestimmt sich die Zahl zwischen den beiden Ereignissen aus dem Zählerstand der Ausgänge B1 bis B27 dividiert durch die Taktfrequenz. Bis zu dem Zeitpunkt, an dem aile Ausgänge B1 bis 327 eine logische 1 aufweisen, wird daher mit hoher Auflösung gezählt.The measurement window, which is generated, for example, by a start-stop logic is applied via input 1 to AND element 2. Since the exit B28 after the occurrence of the first event is a logical 0, the clock of the generator arrives 8 via the AND element 4 directly to the input of the AND element 2 and thus to the counter. The counter counts with this frequency until output B28 is logical 1 reached. If the event has ended beforehand, the number between the two is determined Events from the counter status of outputs B1 to B27 divided by the clock frequency. Until the point in time at which all outputs B1 to 327 have a logical 1, is therefore counted with a high resolution.

Nach Ablauf dieser Zeit geht der Ausgang B28 auf eine logische 1. Dadurch wird das UND-Glied 4 gesperrt und das UND-Glied 6 freigegeben. Die Generatorfrequenz gelangt nicht mehr direkt an den Eingang des Zählers 7 sondern wird über den Teiler 9 geleitet, so daß eine niedrigere Freqenz über das UND-Glied 6 und das UND-Glied 2 an. den Zähler 7 gelangt. Der ganze Zählvorgang kann von neuem beginnen, bis wiederum an den Ausgängen b1 bis b27 eine logische 1 anliegt. Die Addition des ersten Zeitraums bis zum Umschalten des Ausgangs B28 sowie der Zählerstand des zweiten Zeitraumes ergibt nun die gesamte Meßzeit. Da die Frequenz am Eingang des Zählers 7 nach dem Umschalten niedriger ist, ist die Auflösung bei großen zu messenden Zeiten nicht mehr so groß, wie dies der Fall war, als die Frequenz des Taktgenerators direkt in den Zähler gegeben wurde. Dies ist jedoch bei langen Zeiten nicht erforderlich. Durch die Schaltung mit Taktumschaltung ist es daher möglich, den Meßbereich des Zählers bei geringerer Genauigkeit nach oben zu erweitern. Das Teilerverhältnis ist so zu wählen, daß einerseits eine hinreichende Auflösung bei eingeschaltetem Teiler erzielt wird und andererseits der Meßbereich hinreichend groß ist. Statt dem Einsatz eines Teilers ist es ebenfalls möglich, zwei verschiedene Generatoren zu verwenden, wobei der eine Generator auf einer höheren Frequenz und der weitere Generator auf einer niedrigeren Frequenz schwingt.After this time has elapsed, output B28 changes to a logical 1. As a result, the AND element 4 is blocked and the AND element 6 is released. The generator frequency got no longer directly to the input of counter 7 but is passed through the divider 9, so that a lower Freqenz over the AND gate 6 and the AND gate 2. the counter 7 arrives. The whole counting process can be restarted begin until there is a logical 1 again at outputs b1 to b27. the Addition of the first period of time until output B28 is switched and the counter reading of the second period now gives the total measuring time. Because the frequency at the input of the counter 7 is lower after switching over, the resolution is too large for large ones measuring times are no longer as great as was the case than the frequency of the Clock generator was fed directly into the counter. However, this is the case for long times not mandatory. The switching with clock switching makes it possible to to extend the measuring range of the meter upwards with lower accuracy. That The division ratio is to be chosen so that on the one hand there is sufficient resolution at switched on divider is achieved and on the other hand the measuring range is sufficient is great. Instead of using one divider, it is also possible to use two different ones Generators to use, with the one generator at a higher frequency and the other generator oscillates at a lower frequency.

Claims

Claims counting device for counting the time between two events by means of a clock generator, characterized in that between the clock generator (8) and the counter (7) a frequency divider (9) can be switched on and that the frequency divider is then interposed when the counter (7) exceeded a predetermined value Has.

2. Counting device according to claim 1, characterized in that the Activation of the frequency divider (9) depending on the state of the highest counter bit (MSB) takes place.

3. Counting device according to claim 1 or 2, characterized in that that a switching logic (3, 4, 5, 6) is provided, which depends on a causes the insertion of the frequency divider (9) with a certain counter reading.