脉冲边沿检测

无刷电机霍尔检测方法
无刷电机是一种高效、可靠、精确控制的电机，被广泛应用于工业自动化、航
空航天、汽车等领域。

在无刷电机中，霍尔传感器是一种常用的检测方法，用于监测电机转子的位置和速度，并向控制系统提供反馈。

无刷电机霍尔检测方法基于霍尔效应，其中霍尔传感器主要包括霍尔元件和磁
场源。

磁场源产生一个恒定的磁场，而霍尔元件则感测由转子磁极产生的磁场变化。

在无刷电机中，通常使用三个霍尔传感器。

这三个传感器固定在电机的定子上，且夹角相互偏移120度。

当转子旋转时，每个磁极会在霍尔传感器上产生一个磁场变化，从而产生一个脉冲信号。

通过检测这些脉冲信号的顺序和间隔时间，可以确定转子的位置和速度。

为了提高精确度和准确性，无刷电机霍尔检测方法通常还通过插值技术来进行
精细测量。

插值技术利用脉冲信号的边沿来进行更细致的位置和速度测量。

通过高精度的插值器，可以将脉冲信号的分辨率提高到更高的级别，从而提高无刷电机的控制精度和稳定性。

除了位置和速度检测外，无刷电机霍尔检测方法还可以用于故障诊断和保护。

通过监测脉冲信号的频率和幅值，可以检测电机的异常运行情况，如过载、故障等，并及时采取相应的措施，以防止进一步损坏电机或降低工作效率。

总之，无刷电机霍尔检测方法是一种重要的技术，用于监测无刷电机转子的位
置和速度，提高电机的控制精度和稳定性，以及实现故障诊断和保护。

随着科技的不断进步，无刷电机霍尔检测方法将进一步发展和完善，为各个领域的应用提供更高效、可靠的解决方案。

异步信号同步器设计(2)时间：2011-09-19 14:59 作者：赵信来源：网站投稿三、异步电路中同步的三种方法如果使用GALS设计电路，那么就需要将异步信号进行同步处理，那么同步处理最大的问题就是如何消除亚稳态，本章将主要介绍四种同步方法。

3.1 电平同步器只要在采到异步信号等待足够长的时间，处在亚稳态的触发器就会恢复到一个有效地电平上，这个延时通常通过在采到异步信号的触发器后面再加入一级触发器来实现，也就是说异步信号只有在经过目的时钟域的两级触发器采样后才会对目的时钟域的后续电路起作用。

这样的双触发器构成的异步信号采样逻辑被称为电平同步器。

这些策略不能够消除亚稳态，只是减小亚稳态。

同步使用的两个触发器，这两个触发器之间只要满足hold的要求即可。

注意，如果两个以上的关联信号，需要使用特别的方法，不能使用该方法。

该方法电路如下所示：图4 电平同步器值得注意的是如果第一级触发器进入亚稳态状态，而恢复到稳定电平需要的时间很大，那么第二级触发器很可能采到的数据也是亚稳态状态。

但是事实上实际电路的极小噪声和环境的变化都会是触发器脱离亚稳态状态，所以经过两级触发器同步的后，信号出现亚稳态的可能性就会减小到可以忽略的地步。

如果对性能要求比较高的系统，可以增加同步触发器的级数，来获取更好的稳定性，但是代价是付出更多的同步延时。

这种方法要求两个触发器足够近，时钟的偏斜比较小，且两个触发器之间要满足hold要求。

3.2 脉冲同步器脉冲同步器如下图所示：图5 脉冲同步器波形如下：图6 脉冲同步器波形这种方法的功能是将一个时钟域的单时钟周期信号转换为另一个时钟域的单周期信号，这种方法的局限是两个脉冲之间必须有最小的时间间隔，如果两个脉冲离的太近，那么在同步时钟域的两个脉冲就可能相邻，导致在同步时钟域的信号可能大于一个时钟时钟周期。

如果两个脉冲信号非常近，那么同步器将检测不到任何一个脉冲，一般要求两个脉冲的时间间隔大于两个接受时钟周期。

51单片机的边沿触发及电平触发简介及测量51单片机的外部中断有两种触发方式可选：电平触发和边沿触发。

选择电平触发时，单片机在每个机器周期检查中断源口线，检测到低电平，即置位中断请求标志，向CPU请求中断。

选择边沿触发方式时，单片机在上一个机器周期检测到中断源口线为高电平，下一个机器周期检测到低电平，即置位中断标志，请求中断。

这个原理很好理解。

但应用时需要特别注意的几点：1)电平触发方式时，中断标志寄存器不锁存中断请求信号。

也就是说，单片机把每个机器周期的S5P2采样到的外部中断源口线的电平逻辑直接赋值到中断标志寄存器。

标志寄存器对于请求信号来说是透明的。

这样当中断请求被阻塞而没有得到及时响应时，将被丢失。

换句话说，要使电平触发的中断被CPU响应并执行，必须保证外部中断源口线的低电平维持到中断被执行为止。

因此当CPU正在执行同级中断或更高级中断期间，产生的外部中断源(产生低电平)如果在该中断执行完毕之前撤销(变为高电平)了，那么将得不到响应，就如同没发生一样。

同样，当CPU在执行不可被中断的指令(如RETI)时，产生的电平触发中断如果时间太短，也得不到执行。

2)边沿触发方式时，中断标志寄存器锁存了中断请求。

中断口线上一个从高到低的跳变将记录在标志寄存器中，直到CPU响应并转向该中断服务程序时，由硬件自动清除。

因此当CPU正在执行同级中断(甚至是外部中断本身)或高级中断时，产生的外部中断(负跳变)同样将被记录在中断标志寄存器中。

在该中断退出后，将被响应执行。

如果你不希望这样，必须在中断退出之前，手工清除外部中断标志。

3)中断标志可以手工清除。

一个中断如果在没有得到响应之前就已经被手工清除，则该中断将被CPU忽略。

就如同没有发生一样。

4)选择电平触发还是边沿触发方式应从系统使用外部中断的目的上去考虑，而不是如许多资料上说的根据中断源信号的特性来取舍。

比如，有的书上说(《Keil C51使用技巧及实战》)，就有类似的观点。

在时序逻辑电路中，少不了“沿”。

always块敏感信号中可以通过关键字posedge和negedge来提取信号的上升沿和下降沿。

但是如果在程序块内部需要某个信号的上升沿或者下降沿、或者对于按钮触发的模块，由于按钮按下的持续时间很长，相当于一个电平信号，而不是脉冲信号，这时就需要边沿检测电路将其处理成单时钟周期宽度的脉冲信号。

下面介绍几种基于verilog的边沿检测电路。

（软件平台为quartus11.1，ModelSim-Altera 10.0）方法1：①Verilog源码module detecEdge (clk,rst_n,din,pos_clk,neg_clk,doub_clk);input clk,rst_n,din;output pos_clk,neg_clk,doub_clk;reg ctl_this, ctl_last;always @(posedge clk or negedge rst_n) //同步复位(注意与异步复位的区别)beginif(!rst_n) //低有效beginctl_this <= 0;ctl_last <= 0;endelse begin //注意非阻塞赋值的作用ctl_this <= din; //din的当前时钟值ctl_last <= ctl_this; //din的前一个时钟值endend//assign pos_clk = (ctl_last == 0 && ctl_this == 1)? 1:0; //上升沿检测//assign neg_clk = (ctl_last == 1 && ctl_this == 0)? 1:0; //下降沿检测assign pos_clk = ctl_this & (!ctl_last); //上升沿检测assign neg_clk = ctl_last & (!ctl_this); //下降沿检测assign doub_clk = ctl_last ^ ctl_this; //双边沿检测endmodule②RTL综合图③消耗资源④Modelsim仿真testbench源码：`timescale 1ns/1psmodule testbench;reg clk, rst_n, din;wire pos_clk, neg_clk, doub_clk;//调用detecEdge模块detecEdge inst(.clk(clk),.rst_n(rst_n),.din(din),.pos_clk(pos_clk),.neg_clk(neg_clk),.doub_clk(doub_clk));initial //输入信号初始化beginrst_n = 0;clk = 0;din = 0;#50;rst_n = 1;endalways #100 din = ~din; //输入激励always #5 clk = ~clk; //系统时钟endmodule仿真波形：由仿真结果知，当din上升沿到来时，pos_clk输出一个脉冲信号(宽度为1个clk)，同理，当din下降沿到来时，neg_clk输出一个脉冲信号，doub_clk在din的上升沿和下降沿都输出脉冲信号。

STM32利用捕获功能完成脉冲宽度测量解析脉冲宽度测量是一种常见的电子测量技术，它可以用来测量脉冲信号的时间间隔，常用于测量脉冲频率、PWM信号的占空比以及其他与时间相关的信号参数。

在STM32微控制器中，捕获功能可以使用定时器外设来实现。

定时器可以产生定时中断或者触发其他外设，同时，它还可以配置为捕获模式，以测量脉冲信号的时间间隔。

在使用STM32捕获功能进行脉冲宽度测量时，主要需要以下几个步骤：1.初始化定时器：选择合适的定时器外设，并根据具体需求配置计数模式、时钟源以及预分频系数。

需要注意的是，定时器的时钟源和预分频系数会影响测量的时间分辨率。

2.配置捕获模式：选择合适的输入通道，并配置捕获模式为边沿对齐模式或中心对齐模式。

边沿对齐模式适用于测量脉冲宽度，而中心对齐模式适用于测量脉冲间隔。

3.获取捕获值：在触发捕获事件时，通过读取捕获寄存器的值来获取脉冲宽度。

捕获值的单位由定时器的时钟源和预分频系数决定，通常为计数周期数。

4.计算脉冲宽度：根据捕获值和定时器的参数，可以计算出具体的脉冲宽度。

如果需要转化为实际的时间值，还需要考虑时钟源的频率和预分频系数。

在编写使用STM32捕获功能进行脉冲宽度测量的代码时，可以使用STM32Cube库或其他编写固件的开发工具。

以下是一个简单的示例代码：```c#include "stm32f4xx_hal.h"TIM_HandleTypeDef htim;void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)if (htim->Instance == TIM1) { // 根据实际情况修改定时器实例uint32_t captureValue = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1);float pulseWidth = (float)captureValue / htim.Instance->ARR;//在这里进行脉冲宽度的处理}int main(void)HAL_Init(;SystemClock_Config(;__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(;__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM1;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);htim.Instance = TIM1;htim.Init.Prescaler = 0;htim.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;HAL_TIM_Base_Init(&htim);TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC;sConfigIC.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_RISING;sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;sConfigIC.ICFilter = 0;HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1); HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim, TIM_CHANNEL_1);while (1)//主循环}```上述代码在初始化后，通过HAL库函数配置了一个TIM1定时器通道1的输入捕获模式，并启动了中断。

单片机中的计数器与脉冲宽度测量计数器和脉冲宽度测量是单片机中常用的功能模块之一。

计数器可以用于对信号的计数和计时，而脉冲宽度测量可以用于测量信号的高电平或低电平脉冲宽度。

本文将介绍计数器的原理和应用，以及脉冲宽度测量的方法和技巧。

一、计数器的原理与应用计数器是一种用于计数和计时的电子器件，广泛应用于单片机系统中。

单片机中常用的计数器有定时器/计数器模块，可以通过编程来控制计数器的功能和工作方式。

计数器的原理是基于时钟信号进行计数。

时钟信号可以是外部信号源，也可以是内部时钟源。

计数器在每次接收到时钟信号时，根据设定的计数方式进行计数。

计数可以是递增也可以是递减，根据具体应用的需求进行选择。

计数器的应用非常广泛，常见的应用场景包括：1. 频率测量：通过计数器来测量信号的频率。

2. 周期测量：通过计数器来测量信号的周期。

3. 脉冲宽度测量：通过计数器来测量信号的高电平或低电平脉冲宽度。

4. 脉冲个数测量：通过计数器来测量信号的脉冲个数。

5. 定时器：通过计数器来实现精确的定时功能。

二、脉冲宽度测量的方法和技巧脉冲宽度测量是单片机中常用的应用之一，可以用于测量信号的高电平或低电平脉冲宽度。

下面介绍两种常用的脉冲宽度测量方法和技巧。

1. 利用捕获/比较模式：现代的单片机通常会配备捕获/比较模块，可以用于测量信号的脉冲宽度。

通过设置定时器的计数方式和捕获/比较模式，可以实现对信号脉冲宽度的测量。

2. 利用外部中断：单片机通常具有外部中断功能，可以用于检测外部信号的边沿触发。

通过设置外部中断的触发方式和中断服务程序，可以实现对信号脉冲宽度的测量。

中断服务程序可以在触发边沿时开始计时，直到下一个触发边沿时停止计时，得到信号的脉冲宽度。

脉冲宽度测量的技巧包括：1. 选择适当的计数精度：计数器的精度越高，脉冲宽度测量的准确性越高。

根据具体应用需求，选择适当的计数精度。

2. 注意信号的稳定性：脉冲宽度测量需要信号稳定，避免信号发生抖动或干扰。

跨越鸿沟：同步世界中的异步信号作者:Mike Stein，Paradigm Works开栏的话从本期起，《EDN CHINA电子设计技术》将正式推出“技术论坛”这个新栏目。

通过这个栏目，我们将向广大读者定期推介来自业界领先的技术供应商的充满了设计灵思的、最前沿的、高质量的技术文章；同时也会采用一系列创新的形式促进设计工程师与技术供应商的沟通与互动。

这样以来，当每个月读者拿到EDN CHINA杂志时，就好象是足不出户参加了一个技术研讨会，享受了一顿丰盛的信息“大餐”。

虽说是“新”栏目，但实际上作为它前身的“技术交流”——原先“技术纵横”中的子栏目——已经与读者相伴很多年了，这种对新技术的传播方式也已经得到了读者和技术供应商双方的认同。

“技术交流”中的文章在上的点击率排名总是名列前茅就是一个很好的例证。

现在我们将“技术交流”升格为一个独立的“技术论坛”栏目，其最主要的用意就是给这个栏目一个更广阔、更自由的发展空间。

而对于“技术交流”栏目所开创的“刊网互动”的形式，我们仍将沿用。

同时我们也将充分利用网络平台为读者提供更富于想象力的交互式的信息服务，比如读者可以将基于某篇文章的启发所迸发出的灵感火花发布到 网站上，经过我们的编辑整理则可以刊登在杂志上与更多的业内同仁分享。

新的栏目是一种新的尝试，当然其发展也需要读者热心的支持。

而实际上你会发现，你的参与意识越强，“技术论坛”所给予你的越丰富——这也正是我们的编辑理想所在。

只有最初级的逻辑电路才使用单一的时钟。

大多数与数据传输相关的应用都有与生俱来的挑战，即跨越多个时钟域的数据移动，例如磁盘控制器、CDROM/DVD 控制器、调制解调器、网卡以及网络处理器等。

当信号从一个时钟域传送到另一个时钟域时，出现在新时钟域的信号是异步信号。

在现代 IC、ASIC 以及 FPGA 设计中，许多软件程序可以帮助工程师建立几百万门的电路，但这些程序都无法解决信号同步问题。

跨时钟域4.1跨时钟域处理（20160620）时钟对于FPGA就像我们的心脏，时刻控制着“跳动”的频率以及“血液”的流速；时钟域好比通过心脏的血液血型，不同血型的血液会产生排斥作用。

在设计中建议时钟越少越好，好比于人有两个甚至更多的心脏，其内脏工作将会多么混乱。

但是某些情况下多时钟又不可避免，比如从FPGA外部输入的数据，其自带有个随路时钟，数据终归要在FPGA内部时钟域下处理，这来自外部的“血液”如何处理才能与内部的“血液”融合呢？配对及转换工作则是必不可少的，这就引入本节的主题：跨时钟域处理（Clock Domain Crossing）：跨时钟域处理需要两方面的工作：1、设计者处理；2、FPGA工具（Vivado）处理。

1.设计者处理首先讲解一下如果不进行跨时钟域处理，会出现什么问题呢？如图1所示路径，QA属于CLKA时钟域的数据输出，另一个时钟CLKB去捕获节点REG A 的输出QA，假定CLKA与CLKB是异步时钟，它们之间的相位并不固定，因此捕获过程中可能会出现建立冲突（setup violation）和保持冲突（hold violation），如图2所示，左右分别为发生建立冲突和保持冲突的情况。

图1图2当冲突出现时（我感觉整个人都不好了），会发生什么事情呢？在发生建立冲突或者保持冲突，捕获节点（REG B）会处于一个不定的状态，正常的状态是高电平或者低电平，而此时的状态停留在高电平和低电平的中间，无效的电平X，称这个状态为亚稳态。

如图3所示，捕获节点输出保持在亚稳态，可能在整个时钟周期内都保持在亚稳态，由于不正确的状态，其后连接的逻辑在功能实现上就会出现问题，比如一个判断信号上升沿的逻辑，通常判断D==HIGH&&D_PREV==LOW（D为信号当前电平状态，D_PREV为信号上个时钟的电平状态）是否成立，而发生亚稳态时则D_PREV==X，这个上升沿将会错过。

因此，加入跨时钟域处理设计是必须的。

示波器的8种触发模式示波器是电子工程师必备的工具之一，它可以帮助我们观测和分析电信号的波形和特征。

在使用示波器进行检测时，触发模式十分重要，可以帮助我们准确的捕捉和分析信号，提高测试结果的准确性和可信度。

下面是示波器的8种触发模式的详细介绍。

1.边沿触发模式（Edge trigger mode）边沿触发模式是最常用的触发模式，可以捕捉信号的上升沿或下降沿，帮助我们观察信号的周期、频率、占空比等特征。

2.视窗触发模式（Window trigger mode）视窗触发模式是在指定的时间窗口内触发示波器，当信号在这个时间窗口内满足触发条件时，就会进行触发。

3.宽度触发模式（Pulse width trigger mode）宽度触发模式指在指定时间内，触发连续的脉冲信号，可以用来检测脉冲的宽度是否符合规定的触发条件。

4.连续触发模式（Continuous trigger mode）连续触发模式在触发条件满足的情况下，帮助我们不间断地捕捉波形变化，可以观察到完整的信号周期。

5.极性触发模式（Polarity trigger mode）极性触发模式可以根据信号的正负极性进行触发，可以帮助我们捕捉非对称信号。

6.带宽延迟触发模式（Bandwidth Delay trigger mode）带宽延迟触发模式可以通过调节触发延迟的时间和带宽，帮助我们准确地捕捉信号的上升或下降沿。

7.序列触发模式（Sequence trigger mode）序列触发模式可以根据预定的触发序列来检测信号，可以用于捕捉多个信号或逐步变化的信号。

8.触发计数模式（Trigger Count mode）触发计数模式可以帮助我们定制触发计数器的个数和阈值，在特定条件下触发示波器，可以帮助我们捕捉特定的信号。

除了以上8种触发模式，示波器还有许多其他触发模式，如模拟触发模式、标准触发模式等等。

不同触发模式适合不同的检测需求，需要根据具体情况选择最合适的触发模式，以获得最准确的检测结果。