一種多功能頻率計數器集成電路晶片的製作方法

2023-06-21 17:58:56

專利名稱：一種多功能頻率計數器集成電路晶片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及集成電路晶片，特別是一種適用於電子數碼信號處理分析，集成 線路設計、製造及測試等技術的多功能頻率計數器集成電路晶片。
背景技術：
近年來隨著數位化的集成線路設計，製造及測試等技術突飛猛進.尤其是半導 體前端設計有許多工具(FPGA)，頻率計數器的電路晶片被廣泛重視，一般市面上的頻率 計數器集成電路晶片，從早期的7216D/7226D晶片，到近期新的頻率計數晶片雖然都能 實現器頻率計數的基本功能，但是隨著科技的發展，其性能不能滿足如今的相應要求，且 成本高。專業的計數儀器除了量測頻率數值(Frequency)功能外，一般都會有脈衝寬度 (Pulse Width)，比率(Ratio)，周期(Period)，時間間隔(Time Interval)，工作周期(Duty Cycle)，閘門時間(Gate Time)...等量測功能.但一般泛用的晶片產品都只有其中兩三個 功能而已，一般的晶片不提供顯示驅動接口等，直接導致了該類電路晶片生產成本大，線路 複雜，質量難以保證。
發明內容本實用新型的目的是提供一種多功能頻率計數器集成電路晶片，融合電子數碼信 號處理分析、集成線路設計、製造與測試等技術。這種集成晶片能有效降低成本，有效提高
廣品質量。為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種多功能頻率計數器集成電路晶片包 括32位二進位計數器、數值處理單元、量測功能控制單元、顯示驅動線路、顯示數據/功 能控制掃描輸出單元、基準頻率處理單元和間門時間控制、電源控制單元。其中所述的32 位二進位計數器共有兩個通道，可分別和一起計算輸入信號的脈衝。所述的顯示驅動線路 包括LED驅動和IXD驅動。所述的顯示數據/功能控制掃描輸出單元共有DO到DlO數據 輸出掃瞄信號，搭配功能，模式，控制等腳位來決定各項量測功能。該晶片除量測頻率數值 (Frequency)功能外，還有脈衝寬度(Pulse Width)，比率(Ratio)，周期(Period)，時間間 隔(Time Interval)，工作周期(Duty Cycle)，閘門時間(Gate Time)···等量測功能。

圖1多功能頻率計數器集成電路晶片實際控制方塊圖；圖2多功能頻率計數器集成電路晶片管腳圖；圖3使用LED輸出方式的工作原理圖；圖4使用IXD輸出方式的工作原理圖；圖5多功能頻率計數器顯示數據/功能控制掃描輸出單元圖；圖6測量模式下計數器RESET、B⑶顯示圖。
具體實施方式
本實用新型提供一種多功能頻率計數器集成電路晶片包括32位二進位計數器、 數值處理單元、量測功能控制單元、顯示驅動線路、顯示數據/功能控制掃描輸出單元、基 準頻率處理單元和間門時間控制、電源控制單元。其中所述的32位二進位計數器共有兩個 通道，可分別和一起計算輸入信號的脈衝。所述的顯示驅動線路包括LED驅動和LCD驅動。 所述的顯示數據/功能控制掃描輸出單元共有DO到DlO數據輸出掃瞄信號，搭配功能，模 式，控制等腳位來決定各項量測功能。該晶片除量測頻率數值(Frequency)功能外，還有脈 衝寬度(Pulse Width)，比率(Ratio)，周期(Period)，時間間隔(Time Interval)，工作周 期(Duty Cycle)，閘門時間(Gate Time)...等量測功能。以下對實用新型的各單元的輸入輸出信號及其作用加以說明(1)32位二進位計數器共有兩通道，分別或一起計算輸入信號的脈衝。(2)數值處理單元將Counter所得數值，依照量測功能控制單元的設定，做數值 轉換。(3)量測功能控制單元依DO到DlO數據輸出掃瞄信號，搭配功能，模式，控制等 腳位來決定各項量測功能。(4)顯示驅動線路將顯示數據依LED或IXD輸出格式做準位驅動。(5)顯示數據/功能控制掃瞄輸出單元為節省腳位，縮小晶片體積，其」顯示數 據」與」功能句柄」採取掃瞄分別輸出的方式。(6)基準頻率處理將基準頻率做準位轉換，並可輸出供同步或其它用途。(7)閘門時間控制一不同量程設定，控制不同的閘門時間(Gate Time).得到不 同的數值解析度。(8)電源控制供應晶片各個方塊的電源所需。圖3所示的多功能頻率計數器集成電路晶片在LED輸出模式下的MODEO量測功 能。1、FREQUENCY 量測功能開關選擇FUNCTI0NCONTROL PIN 連接到 DlO量測規格0.OlHz 200MHz CMOS INPUT.附屬功能(1) CHA, CHB 輸入切換。CONTROL 2NC 時為 CHA 輸入，CONTROL 2 連接到 DlO 時為 CHB 輸入。(2)0. 01s/0. ls/ls/10s/EXT GATE TIME 切換。GATE TIME CONTROL PIN 連接到 DlO 時為 0. 01S,連接到 D9 時為 0. IS,連接到 D8 時為is，連接到D7時為10S，連接到D6時為EXT GATE TIME。(3)DATAH0LD、MIN HOLD、MAX HOLD 功能。CONTROL 2連接到D7時為DATA HOLD,連接到D6時為MIN HOLD,連接到D5時為 MAX HOLD。(4)INPUT PRESCALE 功能。PRESCALE CONTROL PIN NC時為1/1輸入，連接到DlO時為1/256輸入，連接到D9 時為1/128輸入，連接到D8時為1/64輸入，連接到D7時為1/32輸入，連接到D6時為1/16輸入，連接到D5時為1／8輸入，連接到D4時為1／4輸入，連接到D3時為1／2輸入．[0034]顯示說明見附圖5[0035]DPIP OF E—12DP2n oF E一9[0036]DP3u OF E一6DP4m OF E一3[0037]DP5k OF E] DP6M OF E6[0038]DP7G OF E0DP8、DP9、DPl0小數點[0039]顯示位數當輸入頻率小於10MHz時[0040]GA／E／IME一0．0lS顯示5位數。[0041] GA／E／IME一0．1S顯示6位數。[0042]GA／E／IME—lS顯示7位數。[0043]GA／E／IME一10s顯示8位數。[0044] GA／E／IME—EX／GA／E／IME以其有效位數顯示。[0045]輸入頻率大於10MHz時，以輸入頻率有效位數顯示。[0046]前者顯示位數若大於CON／ROL l控制之顯示位數時，只顯示CON／ROL l控制之顯示位數且OVERFLOW LIGHT ON．[0047]LED2顯示LED2與D10連接之LED ON．[0048]2、PERIOD量測功能[0049]開關選擇FUNC／ION CON／ROL PIN連接到D9[0050]量測規格0．01Hz一200MHz CMOS INPUT．[0051] 附屬功能[0052](1)CHA，CHB輸入切換。[0053]CON／ROL 2NC時為CHA輸入，CONTROL 2連接到D10時為CHB輸入。[0054](2)0．0ls／o．1s／1s／10s／EXT GATE TIME切換。[0055]GA／E／IME CON／ROL PIN連接到D10時為0．01S，連接到D9時為0．1S，連接到D8時為lS，連接到D7時為10S，連接到D6時為EX／GA／E／IME。[0056](3)DA／AHOLD、MIN HOLD、MAX HOLD功能。[0057]CON／ROL 2連接到D7時為DA／A HOLD，連接到D6時為MIN HOLD，連接到D5時為MAX HOLD。[0058](4)INPU／PRESCALE功能。[0059]PRESCALE CON／ROL PIN NC時為1／1輸入，連接到D10時為1／256輸入，連接到D9時為1／128輸入，連接到D8時為1／64輸入，連接到D7時為1／32輸入，連接到D6時為1／16輸入，連接到D5時為1／8輸入，連接到D4時為1／4輸入，連接到D3時為1／2輸入．[0060]顯示說明見附圖5[0061] DPIP。r E—12DP2n oF E一9[0062]DP3u。r E一6DP4In oF E一3[0063]DP5k。r E] DP6M。r E6[0064]DP7G。r E9DP8、DP9、DPl0小數點[0065]顯示位數當輸入頻率小於10MHz時[0066]GA／E／IME一0．0lS顯示5位數。[0067]GATE TIME = 0. Is顯示 6 位數。GATE TIME = Is顯示 7 位數。GATE TIME = IOs顯示 8 位數。GATE TIME = EXT GATE TIME 以其有效位數顯示。輸入頻率大於IOMHz時，以輸入頻率有效位數顯示。前者顯示位數若大於CONTROL 1控制之顯示位數時，只顯示CONTROL 1控制之顯 示位數且 OVERFLOW LIGHT ON。LED2 顯示LED2 與 D9 連接之 LED ON3、RATIO 量測功能開關選擇FUNCTI0NCONTROL PIN 連接到 D8量測規格0.OlHz 200MHz CMOS INPUT.附屬功能(1) CHA/CHB, CHB/CHA 輸入切換。CONTROL 2NC 時為 CHA/CHB，CONTROL 2 連接到 DlO 時為 CHB/CHA。(2)0. 01s/0. ls/ls/10s/EXT GATE TIME 切換。GATE TIME CONTROL PIN 連接到 DlO 時為 0. 01s，連接到 D9 時為 0. ls，連接到 D8 時為ls，連接到D7時為10s，連接到D6時為EXT GATE TIME。(3) DATAH0LD、MINH0LD、MAXH0LD 功能。CONTROL 2連接到D7時為DATA HOLD,連接到D6時為MIN HOLD,連接到D5時為 MAX HOLD。(4)INPUT PRESCALE 功能。PRESCALE CONTROL PIN NC時為1/1輸入，連接到DlO時為1/256輸入，連接到D9 時為1/128輸入，連接到D8時為1/64輸入，連接到D7時為1/32輸入，連接到D6時為1/16 輸入，連接到D5時為1/8輸入，連接到D4時為1/4輸入，連接到D3時為1/2輸入.顯示說明見附圖5DPI :p or E-12DP2 :n or E_9DP3 :u or E_6DP4 :m or E_3DP5 :k or E3DP6 :M or E6DP7 :G or E9DP8、DP9、DPlO 小數點顯示位數當輸入頻率小於10MHz時GATE TIME = 0. Ols顯示 5 位數。GATE TIME = 0. Is顯示 6 位數。GATE TIME = Is顯示 7 位數。GATE TIME = IOs顯示 8 位數。GATE TIME = EXT GATE TIME 以其有效位數顯示。前者顯示位數若大於CONTROL 1控制之顯示位數時，只顯示CONTROL 1控制之顯 示位數且 OVERFLOW LIGHT ON。LED2 顯示LED2 與 D8 連接之 LED ON4、TIME INTERVAL (AVERAGE)量測功能
6[0100DP3:UorE-6DP4 :m or E_3[0117]DP5:korE3DP6 :M or E6[0118]DP7:GorE9DP8、DP9、DP10(I)CHA 至 CHB，CHB 至 CHA 輸入切換。
0132]CONTROL 2 PIN 與 DlO OPEN 時 CHA 至 CHB，CONTROL 2 PIN 連接到 DlO 時為 CH 至 CHA。
(2) CHA and CHB RISING EDGE, FALLING RDGE 切換。
當 CONTROL 2 PIN 與 D90PEN 時 CHA 為 RISING EDGE，與 D9 連接時轉為 FALLING
0133]
0134]
RDGE。
0135] RDGE。
0136]
0137]
當 CONTROL 2 PIN 與 D8 OPEN 時 CHB 為 RISING EDGE,與 D8 連接時轉為 FALLING
量測操作
按PRESET PIN進入等待量測模式。
0138]放開PRESET PIN進行量測。
0139]顯示說明見附圖5
0140]DPI :p or E-12DP2 :n or E_9
0141]DP3 :u or E-6DP4 :m or E-3
0142]DP5 :k or E3DP6 :M or E6
0143]DP7 :G or E9DP8、DP9、DPlO 小數點
0144]顯示位數以100ns為單位，量測結果之有效位數顯示。
0145]LED2 顯示LED2 與 D7 連接之 LED ON
0146]LED3 顯示LED3 與 D4 連接之 LED ON
0147]6、PULSE WIDTH 量測功能
0148]開關選擇FUNCTI0NCONTROL PIN 連接到 D6
0149]量測規格0.OlHz 200MHz CMOS INPUT.
0150]附屬功能
0151](l)CHA，CHB 輸入切換。
0152]CONTROL 2 與 DlO OPEN 時為 CHA 輸入，CONTROL 2 連接到 DlO 時為 CHB 輸入。
0153](2) CHA and AHB POSITIVE WIDTH/NEGATIVE WIDTH 切換。
0154]當 CONTROL 2 PIN 與 D9 OPEN 時 CHA 為 POSITIVE WIDTH,與 D9 連接時轉為 NEGATIVE WIDTHo
0155]當 CONTROL 2 PIN 與 D8 OPEN 時 CHB 為 POSITIVE WIDTH,與 D8 連接時轉為 NEGATIVE WIDTHo
0156](3)0. 01s/0. ls/ls/10s/EXT GATE TIME 切換。
0157]GATE TIME CONTROL PIN 連接到 DlO 時為 0. 01s，連接到 D9 時為 0. ls，連接到 D8 時為ls，連接到D7時為10s，連接到D6時為EXT GATE TIME。
0158](4)DATAH0LD、MIN HOLD、MAX HOLD 功能。
0159]CONTROL 2連接到D7時為DATA HOLD,連接到D6時為MIN HOLD,連接到D5時為 MAX HOLD。
0160]顯示說明見附圖5
0161]DPI :p or E-12DP2 :n or E_9
0162]DP3 :u or E-6DP4 :m or E-3[o163] DP5k。r E3DP6M。r E6[0164] DP7G。r E9DP81DP91DPIO小數點[0165] 顯示位數[o166] GA／E／IME一0．0lS顯示5位數。[o167] GA／E／IME一0．1S顯示6位數。[o168] GA／E／IME—lS顯示7位數。[o169] GA／E／IME—lOs顯示8位數。[o170] GA／E／IME—EXT GATE TIME以其有效位數顯示。[0171] 前者顯示位數若大於CON／RO1l控制之顯示位數時，只顯示CON／RO1l控制之顯示位數且OVERFLOW LIGHT ON．[0172] LED2顯示LED2與D6連接之LED ON[o173] SINGLE PULSE WID／H之功能定義及操作方式同TIME INTERVAL．[o174] 71DUTY CYCLE量測功能[o175] 開關選擇FUNC／ION CON／RO1PIN連接到D5[o176] 量測規格0．01Hz一200MHz CMOS INPUT．[0177] 附屬功能[o178] (1)CHA，CHB輸入切換。[o179] CON／RO12與DIO OPEN時為CHA輸入，CONTRO12連接到DIO時為CHB輸入。[o180] (2)CHA and AHB POSI／IVE w工DTH／NEGAT工VE WID／H切換。[0181] 當CONTRO12 PIN與D9 OPEN時CHA為POSI／IVE DU／Y，與D9連接時轉為NEGA／IVEDU／Y。[o182] 當CONTRO12 PIN與D8 OPEN時CHB為POSI／IVE DU／Y，與D8連接時轉為NEGA／IVEDU／Y。[0183] (3)0．0ls／o．1s／1s／IOs／EXT GATE TIME切換。[o184] GA／E／IME CON／RO1PIN連接到DIO時為0．0lS，連接到D9時為0．1S，連接到D8時為lS，連接到D7時為lOs，連接到D6時為EXT GATE TIME。[o185] (4)DA／AHOLD1MIN HOLD1MAX HOLD功能。[o186] CON／RO12連接到D7時為DA／A HOLD，連接到D6時為MIN HOLD，連接到D5時為MAX HOLD。[0187] 顯示說明見附圖5[0188] DPIio。r E—12DP2n。r E一9[o189] DP3u。r E一6DP4m。r E一3[o190] DP5k。r E3DP6M。r E6[0191] DP7G。r E9DP81DP91DPIO小數點[0192] 顯示位數[o193] GA／E／IME一0．0lS顯示5位數。[o194] GA／E／IME一0．1S顯示6位數。[o195] GA／E／IME—lS顯示7位數。[o196] GA／E／IME—lOs顯示8位數。[0197]前者顯示位數若大於CONTROL 1控制之顯示位數時，只顯示CONTROL 1控制之顯 示位數且 OVERFLOW LIGHT ΟΝ.LED2 顯示LED2 與 D5 連接之 LED ΟΝ.8、UNIT COUNTER 量測功能開關選擇FUNCTI0NCONTROL PIN 連接到 D4.量測規格0.OlHz 200MHz CMOS INPUT.附屬功能(1) CHA, CHB 輸入切換。CONTROL 2 與 DlO OPEN 時為 CHA 輸入，CONTROL 2 連接到 DlO 時為 CHB 輸入。(2)DATAH0LD 功能。當 CONTROL 2 連接到 D7 時為 DATA HOLD 功能。(3)INPUT PRESCALE 功能。PRESCALE CONTROL PIN NC時為1/1輸入，連接到DlO時為1/256輸入，連接到D9 時為1/128輸入，連接到D8時為1/64輸入，連接到D7時為1/32輸入，連接到D6時為1/16 輸入，連接到D5時為1/8輸入，連接到D4時為1/4輸入，連接到D3時為1/2輸入.顯示說明見附圖5DP5 :k or E3DP6 :M or E6DP7 :G or E9DP8、DP9、DPlO 小數點顯示位數以實際量測之有效位數顯示。LED2 顯示LED2 與 D4 連接之 LED0N.OVERFLOW顯示當量測值大於1000G時LED4與DlO連接之LED ON.9、GATE TIME 量測功能開關選擇FUNCTI0NCONTROL PIN 連接到 D3.量測規格0.OOls 100s.附屬功能(1)0. 01s/0. ls/ls/10s/EXT GATE TIME 切換。GATE TIME CONTROL PIN 連接到 DlO 時為 0. 01s，連接到 D9 時為 0. ls，連接到 D8 時為ls，連接到D7時為10s，連接到D6時為EXT GATE TIME。(2)DATAH0LD、MIN HOLD, MAX HOLD 功能。CONTROL 2連接到D7時為DATA HOLD,連接到D6時為MIN HOLD,連接到D5時為 MAX HOLD。顯示說明見附圖5DPI :p or Ε-12DP3 :u or E_6DP5 :k or E3DP7 :G or E9顯示位數GATE TIME = 0. OlsGATE TIME = 0. Is
DP2 :n or E-9 DP4 :m or E_3 DP6 :M or E6 DP8、DP9、DP10 小數點
顯示 10. 0000m。 顯示 100. 000m。
10[0231]GATE TIME = Is顯示 1. 000000。GATE TIME = IOs顯示 10. 000000。GATE TIME = EXT GATE TIME 以其有效位數顯示。LED2 顯示LED2 與 D3 連接之 LED ON10、其它功能(I)PRESET PIN為PUSH TYPE開關，按下去進入等待量測模式，將計數器RESET、BCD顯示見附圖6放開PRESET PIN進行量測。(2)系統重新開機或RESET時，B⑶/LED顯示全亮1秒，全暗1秒，顯示0. 00然後
進行量測。(3) OVERFLOW LED 顯示情況為UNIT COUNTER 計數溢位。可顯示有效位數大於CONTROL DIGITS時。圖4所示的多功能頻率計數器集成電路晶片在LCD輸出模式下的M0DE1量測功 能。1、量測功能及量測方式與M0DE0相同。2.、LCD MODULE 接腳定義如下
權利要求一種多功能頻率計數器集成電路晶片，其特徵是包括32位二進位計數器、數值處理單元、量測功能控制單元、顯示驅動線路、顯示數據/功能控制掃描輸出單元、基準頻率處理單元和閘門時間控制、電源控制單元。
2.根據權利要求1所述的一種多功能頻率計數器集成電路晶片，其特徵是所述的32 位二進位計數器共有兩個通道，可分別和一起計算輸入信號的脈衝。
3.根據權利要求1所述的一種多功能頻率計數器集成電路晶片，其特徵是所述的顯 示驅動線路包括LED驅動和IXD驅動。
4.根據權利要求1所述的一種多功能頻率計數器集成電路晶片，其特徵是所述的顯 示數據/功能控制掃描輸出單元共有DO到DlO數據輸出掃瞄信號，搭配功能，模式，控制等 腳位來決定各項量測功能。
專利摘要本實用新型公開了一種多功能頻率計數器集成電路晶片，包括32位二進位計數器、數值處理單元、量測功能控制單元、顯示驅動線路、顯示數據/功能控制掃描輸出單元、基準頻率處理單元和閘門時間控制、電源控制單元。適用於電子數碼信號處理分析，集成線路設計、製造及測試等技術，且具有多種附加功能的，可有效的縮短生產工時降低總成本。
文檔編號G01R23/10GK201724983SQ201020129540
公開日2011年1月26日 申請日期2010年3月12日 優先權日2010年3月12日
發明者黃超 申請人:固緯電子(蘇州)有限公司