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近年来,随着科学技术的进步,半导体工艺的成熟,高精度时间间隔测量技术成为了一大研究热点,并形成了一门跨越物理、数学、电路、信号等多领域的专业学科,吸引着大批的科研人员投身其中。高精度时间间隔测量技术的应用十分广泛,在航空航天、军事国防、深海探测、地质测绘、卫星发射与监控、飞机对接、激光测距、科研实验等诸多领域都有重要应用,起着举足轻重的作用。目前应用于高精度时间间隔测量的方法有很多,精度也越来越高。本论文对基于时间数字转换法研制而成的TDC-GP22(时间数字转换器)进行了研究和开发,利用STM32单片机实现了对TDC-GP22控制程序的开发,并以TDC-GP22为中心搭建实验对光纤的长度进行了测量。设计并实现了 TDC-GP22的控制程序,控制程序主要分为SPI(串行外设接口)通信模块、串口通信模块、中断模块、TDC模块、按键模块和LED(发光二极管)模块,根据TDC芯片的功能和特性,实现各个模块的功能,最终实现了对输入信号的时间间隔测量,完成TDC-GP22控制程序的全部开发,使TDC-GP22能够完成测量工作。利用TDC-GP22作为测量系统,搭建试验完成对5km光纤长度的测量。在测量试验中,同时用TDC-GP22和53230A(安捷伦通用频率计数器)进行了测量,利用53230A作为标定系统对TDC-GP22进行校准。由于光纤受机械震动和环境温度的影响,53230A测量结果的延时抖动在400ps内,TDC-GP22的延时抖动在500ps内,均在可接受范围内。TDC-GP22测量的结果相对标定系统53230A来说,有31.858cm的偏差。经过校准之后,TDC-GP22能够很好的完成测量工作。