相位差测量的基本原理是基于频率信号的测量。它可将不同相位的信号整形为方波信号送入单片机，这样就可将相位差的测量转变为求方波的脉宽，图5所示是其相位差测量电路。该电路将两路信号输入到电路接入端，再分别经限幅、滤波和整形处理，然后将得到的两路方波信号各自输入到单片机的两个捕获端口。
之后，在单片机中经过计算，即可得到脉宽以及周期，最终得到两个周期稳定的模拟输入信号之间的相位差。图6所示是其相位差波形图。
在图6中的两路相位不同的方波信号中，T1为信号1的上升沿到来时的时刻，T2为信号2上升沿到来时的时刻，如果可同时得到方波信号的周期T，则它们之间的相位差的理论计算公式为
这样，只需要得到这两路信号的上升沿时刻及其周期，便可计算出它们的相位差。
2 软件设计
2．1 主程序设计
本系统的主程序流程图如图7所示。本系统的主程序主要完成对时序的初始化及对显示界面的初始化，其中初始化包括对单片机的初始化和对接口芯片的初始化。首先是对单片机进行初始化，以设置时钟和必要的标志位以及变量初值；接着对显示器初始化，设置数据、地址传输端口；然后将按键选择程序开启，主要设置按键任务；最后对时钟A、B以及A／D转换进行初始化，设置必要的控制字和开中断。