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电流源通过外部或内部触发源触发，具有Timer1、输出比较、输入捕获、软件触发和两个外部引脚的任意组合等特性；具有4个边沿输入触发源；具有每个边沿源的极性控制、边沿顺序控制和控制对边沿的响应。
1．2．2 PIC单片机的CTMU与ADC单元
CTMU可以与ADC单元连接实现对电容的电压值采样。PIC MCU A／D转换与CTMU接口电路如图3所示。

2 传输时间激光测距
2．1 CTMU测量时间原理
CTMU用于测量初始发送脉冲和其反射的返回信号之间的往返时间，由此可确定测量距离，精确到1英尺。激光脉冲传输时间测距是通过准确测量激光脉冲发射和接收时刻来实现的，光电探测器件将发射脉冲的小部分激光及探测到的激光回波信号转变为电信号，分别触发测距计数器开始和结束计时，由此获得光脉冲传输时间。经数据计算得到距离值z=C·△T／2。其中，C表示真空中的光速，△T表示激光往返时间。
图4是利用CTMU进行脉冲激光测距的具体原理图。当发出激光脉冲时，电流源对电容CAD进行充电，当接到返回脉冲后，停止充电。
图4中，电容总和C=CAD+CPIN+CSTRAY。其中CPIN为引脚电容，CSTRAY为偏差电容。

时间测量的工作原理基于以下基本公式。
电容中的瞬时电流为I=C·(dv／dt)，I和C是常量，所以重新调整公式得dt=(C／I)·dv。积分之后，T=(C／I)·V+K(通常K为0)。
CTMU模块提供了恒定、已知的电流源。A／D转换器用于测量公式中的电压V，电容C为电容总和，因此，T与V成正比。
2．2 CTMU时间分辨率
如果使用的是PIC24F系列单片机，其内部ADC为10位(1 024个计数)。
假设：I=55μA，C=CAD+CPIN+CSTRAY=15 pF，A／D转换参考电压VREF=VDD。
如果VDD=3．0 V，则1个A／D转换计数V=3．0 V／1 024=2．93 mV，CTMU时间分辨率为T=(15 pF／55μA)×2．93 mV=0．799 ns。
因此，分辨率可达到1 ns。光每米的传播时间为6．6 ns，所以该电路的分辨率为12 mm。若想提高分辨率，还可以选择精度更高的A／D转换器。激光脉冲测距的动态范围：0．799 ns·1 024=818．1 76 ns，因此，选用1 5pF的电容可测量120 m的距离。
为了获得更高的分辨率，可以使用PIC24FJGA310单片机，其内部ADC为12位(4 096个计数)，若取I=550μA，C=CAD=4．4 pF，VREF=VDD，且VDD=3．0 V，则1个A／D计数V=3．0 V／4 096=0．732 4 mV，则CTMU时间分辨率为T=(4．4 pF／550μA)×0．732 4 mV=0．006 ns。因此，分辨率可达到10 ps。

关键词： CTMU 激光测距 方案设计