翻斗式雨量计计数脉冲产生方法技术

一种翻斗式雨量计计数脉冲产生方法，由翻斗式雨量计计数开关电路输出通断脉冲，采样电路将通断脉冲转换为N位序列数据，N位序列数据为通断脉冲的最近N次采样值；对N位序列数据进行译码得到N+1个译码输出信号，N+1个译码输出信号是否有效与N位序列数据中“1”的个数相关；由N+1个译码输出信号依据抗干扰上限阈值和抗干扰下限阈值控制计数脉冲的置1或置0。所述方法能够自动滤除翻斗式雨量计计数开关电路输出的通断脉冲中的正、负窄脉冲干扰，滤除脉冲干扰的效果能够通过改变移位寄存器单元并行输出端的位数，或者是改变抗干扰上限阈值和抗干扰下限阈值的大小进行调节。

【技术实现步骤摘要】
翻斗式雨量计计数脉冲产生方法
本专利技术涉及自动测量技术中信号产生及处理范围，尤其涉及用于收集地面降雨量信息的一种翻斗式雨量计计数脉冲产生方法。
技术介绍
当积水量达到设定高度(比如0.1毫米)时，翻斗式雨量计的翻斗失去平衡翻倒。每一次翻斗倾倒，都使计数开关接通电路，向记录仪器输送一个脉冲信号，记录仪器对脉冲进行计数，将雨量记录下来。计数开关接通及断开时，会因为触点的抖动产生抖动干扰脉冲，直接对含有抖动干扰脉冲的计数开关计数脉冲进行计数会形成计量误差。当需要采用电路消除开关抖动脉冲的影响时，常用RS触发器消除开关抖动影响，但要求开关同时具有常闭开关和常开开关，其应用受到限制。
技术实现思路
为了消除翻斗式雨量计翻斗倾倒时计数开关通断脉冲中的抖动脉冲干扰，本专利技术提供了一种翻斗式雨量计计数脉冲产生方法，包括：翻斗式雨量计计数开关电路输出通断脉冲，在采样时钟脉冲边沿对通断脉冲采样得到N位序列数据，所述N为大于等于2的整数，所述N位序列数据为通断脉冲的最近N次采样值；所述采样值为二进制数据0或者1。对N位序列数据进行译码得到译码输出信号，根据译码输出信号产生控制计数脉冲状态的控制信号去控制计数脉冲的电平状态。所述N+1个译码输出信号由y0、y1、……、yN组成，y0、y1、……、yN中有且仅有一个有效；所述N+1个译码输出信号中有效信号的序号值0、1、……、N等于N位序列数据中“1”的个数值。采用ROM存储器对N位序列数据进行译码得到N+1个译码输出信号，具体方法是，将N位序列数据作为ROM存储器的N位输入地址，ROM存储器的N+1位数据输出作为N+1个译码输出信号。ROM存储器存储单元内容确定的方法是，设N+1个译码输出信号均低电平有效且y0、y1、……、yN所对应的ROM存储器数据输出分别是D0、D1、……、DN，则ROM存储器存储单元中的数据位D0、D1、……、DN分别在存储单元地址中“1”的个数值为0、1、……、N个时为0，否则为1。ROM存储器存储单元内容确定的方法或者是，设N+1个译码输出信号均高电平有效且y0、y1、……、yN所对应的ROM存储器数据输出分别是D0、D1、……、DN，则ROM存储器存储单元中的数据位D0、D1、……、DN分别在存储单元地址中“1”的个数值为0、1、……、N个时为1，否则为0。根据译码输出信号产生控制计数脉冲状态的控制信号的方法是，控制计数脉冲状态的控制信号为第一置位信号和第二置位信号；当yN及与N-RU1(N减去RU1)个与yN相邻的译码输出信号中有一个有效时，则令第一置位信号有效；当y0及与RD1个与y0相邻的译码输出信号中有一个有效时，则令第二置位信号有效；由第一置位信号和第二置位信号控制计数脉冲的置1或者置0；所述RU1为抗干扰上限阈值，为大于N/2(N除以2)且小于等于N的整数；RD1为抗干扰下限阈值，为大于等于0且小于N/2的整数。由第一置位信号和第二置位信号控制计数脉冲的置1或者置0采用RS触发器来实现；第一置位信号为RS触发器置位信号，第二置位信号为RS触发器的复位信号；计数脉冲从RS触发器的同相输出端或者反相输出端输出。在采样时钟脉冲边沿对通断脉冲采样得到N位序列数据由N位移位寄存器单元实现；所述N位移位寄存器单元的输入为通断脉冲和采样时钟脉冲，输出为N位序列数据。本专利技术的有益效果是：能够自动滤除翻斗式雨量计计数开关电路输出的通断脉冲中的正窄脉冲干扰和负窄脉冲干扰，也能够滤除连续的正脉冲干扰或者是连续的负脉冲干扰；滤除脉冲干扰的效果能够通过改变N位序列数据的位数，或者是改变抗干扰上限阈值和抗干扰下限阈值的大小进行调节。附图说明图1为计数开关电路和采样式窄干扰脉冲滤波电路实施例；图2为计数开关电路实施例；图3为N＝5时移位寄存器单元实施例；图4为N＝5时ROM存储器实施例；图5为N＝5时抗干扰阈值选择单元实施例；图6为输出控制单元实施例；图7为振荡器单元实施例；图8为N＝5时采样式窄干扰脉冲滤波电路抗干扰效果示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。翻斗式雨量计计数脉冲产生方法由翻斗式雨量计计数开关电路和包括移位寄存器单元、ROM存储器、抗干扰阈值选择单元、输出控制单元、振荡器单元的采样式窄干扰脉冲滤波电路实现。翻斗式雨量计计数开关电路和采样式窄干扰脉冲滤波电路共同组成翻斗式雨量计计数脉冲产生电路。如图1所示为翻斗式雨量计计数开关电路和采样式窄干扰脉冲滤波电路实施例。图1中，计数开关电路100输出通断脉冲P1；移位寄存器单元101包括串行输入端、N位并行输出端、采样时钟脉冲输入端，通断脉冲P1从移位寄存器单元101的串行输入端输入，采样时钟脉冲CP1从移位寄存器单元101的采样时钟脉冲输入端输入，移位寄存器单元101的N位并行输出端输出N位序列数据X1；ROM存储器102的输入为N位序列数据X1，输出为译码输出信号X2；抗干扰阈值选择单元103的输入为译码输出信号X2，输出为第一置位信号SE1和第二置位信号RE1；输出控制单元104的输入为第一置位信号SE1和第二置位信号RE1，输出为翻斗式雨量计的计数脉冲P2；振荡器单元105输出采样时钟脉冲CP1。图2为计数开关电路的实施例，由计数开关S10及其上拉电阻R10组成，+VCC为供电电源，GND为公共地。翻斗式雨量计每一次翻斗倾倒，都使计数开关S10接通一次，输出一个通断脉冲P1。计数开关电路可以采用其他当计数开关S10接通一次时，输出一个通断脉冲P1的电路。下面的实施例中，N＝5。图3为N＝5时移位寄存器单元的实施例。图3中，5个D触发器FF1、FF2、FF3、FF4、FF5组成5位串行移位寄存器，FF1的输入端D为移位寄存器单元的串行输入端，连接至通断脉冲P1；FF1、FF2、FF3、FF4、FF5的时钟输入端CLK并联后，组成移位寄存器单元的移位脉冲输入端，即移位寄存器单元的采样时钟脉冲输入端，并连接至采样时钟脉冲CP1；FF1、FF2、FF3、FF4、FF5的输出端Q分别为x11、x12、x13、x14、x15，图3中，N位序列数据X1由x11、x12、x13、x14、x15组成。N位序列数据X1为移位寄存器单元在采样时钟脉冲CP1边沿中的上升沿对通断脉冲P1的最近N次采样值。N为其他数值时，可以增减图3中D触发器的数量来实现移位寄存器单元的功能。图3中D触发器可以用其他触发器来代替，例如，采用N个JK触发器来实现N位的移位寄存器单元的功能。移位寄存器单元也可以采用单个或者多个专用的多位移位寄存器来实现，例如，采用1片74HC164或者是1片74HC595，可以实现不多于8位的移位寄存器单元的功能，采用多片74HC164或者是多片74HC595，可以实现多于8位的移位寄存器单元的功能。ROM存储器的功能是，对输入的N位序列数据X1进行译码，输出为N+1个译码输出信号X2，N+1个译码输出信号X2由y0、y1、……、yN组成，y0、y1、……、yN中有且仅有一个有效。设L为N位序列数据X1中“1”的个数值，则ROM存储器输出的N+1个译码输出信号中的yL有效。N位序列数据X1作为ROM存储器的N位输入地址，ROM存储器的N+1位数据输出作为N+1个译码输出信号。图4为N＝5时R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种翻斗式雨量计计数脉冲产生方法，其特征在于：翻斗式雨量计计数开关电路输出通断脉冲，在采样时钟脉冲边沿对通断脉冲采样得到N位序列数据，所述N为大于等于2的整数，所述N位序列数据为对通断脉冲的最近N次采样值；所述采样值为二进制数据0或者1；对N位序列数据进行译码得到译码输出信号，根据译码输出信号产生控制计数脉冲状态的控制信号去控制计数脉冲的电平状态。

【技术特征摘要】
1.一种翻斗式雨量计计数脉冲产生方法，其特征在于：翻斗式雨量计计数开关电路输出通断脉冲，在采样时钟脉冲边沿对通断脉冲采样得到N位序列数据，所述N为大于等于2的整数，所述N位序列数据为对通断脉冲的最近N次采样值；所述采样值为二进制数据0或者1；对N位序列数据进行译码得到译码输出信号，根据译码输出信号产生控制计数脉冲状态的控制信号去控制计数脉冲的电平状态。2.根据权利要求1所述的翻斗式雨量计计数脉冲产生方法，其特征在于：对N位序列数据进行译码得到N+1个译码输出信号；所述N+1个译码输出信号由y0、y1、……、yN组成，y0、y1、……、yN中有且仅有一个有效；所述N+1个译码输出信号中有效信号的序号值0、1、……、N等于N位序列数据中“1”的个数值。3.根据权利要求2所述的翻斗式雨量计计数脉冲产生方法，其特征在于：采用ROM存储器对N位序列数据进行译码得到N+1个译码输出信号。4.根据权利要求3所述的翻斗式雨量计计数脉冲产生方法，其特征在于：采用ROM存储器对N位序列数据进行译码的具体方法是，将N位序列数据作为ROM存储器的N位输入地址，ROM存储器的N+1位数据输出作为N+1个译码输出信号。5.根据权利要求3所述的翻斗式雨量计计数脉冲产生方法，其特征在于：ROM存储器存储单元内容确定的方法是，设N+1个译码输出信号均低电平有效且y0、y1、……、yN所对应的ROM存储器数据输出分别是D0、D1、……、DN，则ROM存储器存储单元中的数据位D0、D1、……、DN分别在存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌云，文定都，凌玲，罗学明，王兵，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43