系统结构框图如图1。其硬件结构比较简单，主要由单片机P89C51RD、RS-232/TTL接口电路MAX232和可编程逻辑器件FPGA三部分组成。单片机P89C51RD2是上位PC机和FPGA的连接纽带，它通过并口发送数据给FPGA，另一边通过RS-232/TTL接口芯片与PC机进行串行通讯;PC机主要功能是实现延时调整的可视化操作;FPGA是延时调整处理的硬件实现，单片机将PC送过来的延时调整参数输入FPGA，FPGA在单片机的控制下对信号进行延迟处理，最后送入相应传输通道。某些系统使用现场存在较强的电磁干扰，模块的设计考虑信号隔离问题，故对串行接口进行了电气隔离，强化了PC机和模块通讯的安全系数。

　　延时模块正常上电后，单片机P89C51RD2首先从数据存储区读出最近一次存储的延迟时间、信号通道等参数，并转发到FPGA数据接口。FPGA根据接收到的参数，首先筛选出目标地址以便切换到对应的信号通道，然后再根据时间对该通道进行预定的延时，恢复先前调整好的延时信号。在模块运行期间，P89C51RD2实时监测、接收来自上位PC机发送的新延时数据。如果需要对某一路信号的延时量进行调节，通过PC机的串口发新数据，P89C51RD2中断收到新数据后，将数据分成两路处理：一路进入到单片机的数据存储区，待下次上电读取使用;另一路则转发至由FPGA控制的延时控制，实现信号的延迟时间调整。

　　块使用的P89C51RD2是PHILIPS公司内核基于8 位80C51单片机的派生产品，它们在完全保留80C51 指令系统和硬件结构的大框架外，还具有多方面的功能加强、扩展、翻新和创新，其中在应用中编程(IAP：In-Application Programming)是最显著特点之一。在应用中可编程是指MCU可以在系统中获取新代码并对自己重新编程，即用程序来改变程序。P89C51RD2的IAP功能实现是通过PHILIPS 公司提供的BootROM 固件来完成的，它位于0FC00H?0FFFFH空间，与闪存空间重叠(见图2)。固件中已经固化有擦除和编程等子程序，PHILIPS 公司提供了寻址该固件的方法，只要用户程序简单调用BootROM中带适当参数的公共入口，即可实现所需要的操作。

P89C51RD2闪存结构见图2，它具有如下特点：

　　1. 其闪存空间是分块的64kB的闪存空间，共分5块，由低到高分别为8kB(BLOCK0)、8kB(BLOCK1)、16kB(BLOCK2)、16kB(BLOCK3)以及16kB( BLOCK4);

　　2. 每一块都可以单独擦除;

　　3. 在程序中可以调用IAP功能对闪存中的每一字节进行单独编程。

　　正是由于上述三个特点，在不外扩展存储器情况下，将程序空间剩余下的闪存空间作为数据空间，把单片机接收中断采集到的信号通道、延迟时间等参数存储下来，实现掉电数据保存。

　　软件设计

　　整个延时模块的软件包括了PC机发送参数程序，单片机接收并存储参数程序和FPGA信号延时处理程序。

　　PC机发送参数程序是用户将PC机的串口与模块连接，通过PC机的发送程序界面，很容易对信号进行延时调整。发送程序采用VC作为编程语言，调用串口控件，设计方便且界面简洁，界面如图3所示。发送的每个数据帧8位，包括延迟时间和信号通道两个参数，其中高三位是要调整的信号通道，后五位表示延迟的时间。发送程序中，对界面中的“+”或“?”进行一次操作，PC就通过串口向单片机连续发送8路信号延时参数，即只要调节了任一路信号的延时，PC机就会连续发送8个数据帧。

　　单片机软件设计

　　单片机主要完成与PC之间的通信，数据的存储和上电数据的读取。程序采用C51编写，编译采用当前编译效率最高的C51编译器KEIL。软件流程图见图4。
 

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