8253在生產線自動計數系統(tǒng)中的應用
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介紹一種基于計數器/定時器8253的生產線自動計數系統(tǒng)，詳細敘述了系統(tǒng)的軟、硬件設計原理及實現(xiàn)方法。
關鍵詞：計數器/定時器；自動計數系統(tǒng)
Application of 8253 in Automatic counting System of Pro duct Line
LI Lei, XUE Jianbo
(Henan Normal University, College of Physics and Information Engineering, XinXiang 453002, China)
Key words: counter/timer; automatic?counting system
在工廠自動化系統(tǒng)中，往往需要對產品進行定量包裝，或隨時統(tǒng)計在流水線上所生產的某種產品的數量。為滿足工廠自動化的需求，我們采用微處理器和8253等芯片設計了一種自動計數系統(tǒng)。這種系統(tǒng)電路簡單，造價低，適合中小企業(yè)使用。
8253是可編程的計數器/定時器，其內部有三個獨立的16位計數器/定時器通道，每個計數器 通道均可按6種不同的方式工作，并且都可以按二進制或十進制計數。其CLK0～CLK2是計數器0～2的時鐘脈沖輸入端，GATE0～GATE2是門控脈沖輸入端，OUT0～OUT2是輸出端(見圖1)。當用8253做外部事件計數器時，在CLK端所加的計數脈沖由外部事件產生，這些脈沖的間隔可以不相等。如果要用它做定時器，則CLK端應輸入精確的時鐘脈沖。這時，8253所能實現(xiàn)的定時時間決定于計數脈沖的頻率和計數器的初值，即
? 定時時間=時鐘脈沖周期tc×預置的計數初值n
8253的控制邏輯由5個控制信號
和A0組成，對應的操作見表1。
? 定時時間=時鐘脈沖周期tc×預置的計數初值n
8253的控制邏輯由5個控制信號
和A0組成，對應的操作見表1。
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RL1，RL0——讀/寫操作位。00表示鎖存數據，可隨時讀取計數器中的計數值；01表示只讀/寫低8位，高8位自動置為0；10表示只讀/寫高8位，低8位自動置為0；11表示讀/寫16位數據，先低8位，后高8位。
M2，M1，M0——工作方式選擇位。0～5表示方式0～5。方式0，計數完中斷；方式1，可程控單觸發(fā)操作；方式2，分頻脈沖發(fā)生；方式3，分頻方波發(fā)生；方式4，軟件觸發(fā)選通；方式5，硬件觸發(fā)選通。其中方式0的工作過程如下：當程序送一控制字將所選的計數器置于所設定的方式后，該計數器的輸出為低；當計數器初值裝入被選中的計數器后，在外部輸入的門控高電平的控制下，則可通過各自的計數脈沖進行遞減計數。此時其輸出仍為“低”。當計數器從初始值減到全“0”時，便產生一高電平輸出，利用此輸出信號向CPU發(fā)計數完中斷；此中斷請求一直保持到程序再次向計數器裝入初值為止。
BCD——計數方式選擇位。1表示按十進制計數，0表示按二進制計數。
M2，M1，M0——工作方式選擇位。0～5表示方式0～5。方式0，計數完中斷；方式1，可程控單觸發(fā)操作；方式2，分頻脈沖發(fā)生；方式3，分頻方波發(fā)生；方式4，軟件觸發(fā)選通；方式5，硬件觸發(fā)選通。其中方式0的工作過程如下：當程序送一控制字將所選的計數器置于所設定的方式后，該計數器的輸出為低；當計數器初值裝入被選中的計數器后，在外部輸入的門控高電平的控制下，則可通過各自的計數脈沖進行遞減計數。此時其輸出仍為“低”。當計數器從初始值減到全“0”時，便產生一高電平輸出，利用此輸出信號向CPU發(fā)計數完中斷；此中斷請求一直保持到程序再次向計數器裝入初值為止。
BCD——計數方式選擇位。1表示按十進制計數，0表示按二進制計數。
使用8253計數功能的電路見圖1。
當LED發(fā)光管與光電管之間無工件通過時，LED發(fā)出的光能夠照在光電管上，使光電管導通，集電極變?yōu)榈碗娖?。此信號?4LS14驅動整形后送到8253的CLK1，使8253的CLK1端也為低電平。當LED發(fā)光管與光電管之間有工件通過時，LED發(fā)出的光被工件擋住，光電管截止，集電極變?yōu)楦唠娖剑?253的CLK1端也為高電平。待工件通過后，CLK1端又回到了低電平。這樣，每通過一個工件，就從CLK1端輸入一個正脈沖，利用8253對此脈沖計數，就可以統(tǒng)計出工件的個數來。
8253的A1和A0分別與CPU地址總線的A2和A1相連。GATE1接+5V，OUT1作為中斷信號INT接到8259A的一個中斷請求輸入端IR2或者接51單片機的外部中斷輸入。本系統(tǒng)中設計的8253的端口地址分別為0350H，0352H，0354H，0356H。
8253的A1和A0分別與CPU地址總線的A2和A1相連。GATE1接+5V，OUT1作為中斷信號INT接到8259A的一個中斷請求輸入端IR2或者接51單片機的外部中斷輸入。本系統(tǒng)中設計的8253的端口地址分別為0350H，0352H，0354H，0356H。
編程時，可選擇計數器1工作在方式0。在8253的方式0工作方式中，從將計數初值寫入計數器到開始減1計數之間，有一個時鐘脈沖的延遲。若計數初值為n=999，那么經過n+1個即1000個脈沖時計數值減為0，并在OUT1端輸出一正跳變，這可以作為中斷請求。在中斷服務子程序中CPU可以做其他處理，如送下一個包裝箱等。
設計數初值為1999(要求一個包裝箱內裝工件2000)，按十進制計數，先送低8位，再送高8位，控制字為01110001B。
初始化程序為：
MOV AL，01110001B
設計數初值為1999(要求一個包裝箱內裝工件2000)，按十進制計數，先送低8位，再送高8位，控制字為01110001B。
初始化程序為：
MOV AL，01110001B
若自動計數系統(tǒng)中，在包裝箱未裝滿之前想了解包裝箱中已經裝了多少個工件，我們可以利用8253的數據鎖存功能；由于8253是減1計數器，可以讀取計數器的現(xiàn)行值，再用裝滿值減去現(xiàn)行值，即得當前包裝箱中的工件數。
此時方式控制字為01000000B，實現(xiàn)上述功能的程序為：
此時方式控制字為01000000B，實現(xiàn)上述功能的程序為：
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