8253在生产线自动计数系统中的应用

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在工厂自动化系统中，往往需要对产品进行定量包装，或随时统计在流水线上所生产的某种产品的数量。为满足工厂自动化的需求，我们采用微处理器和8253等芯片设计了一种自动计数系统。这种系统电路简单，造价低，适合中小企业使用。8253是可编程的计数器/定时器，其内部有三个独立的16位计数器/定时器通道，每个计数器通道均可按6种不同的方式工作，并且都可以按二进制或十进制计数。其CLK0～CLK2是计数器0～2的时钟脉冲输入端，GATE0～GATE2是门控脉冲输入端，OUT0～OUT2是输出端（见图1）。当用8253做外部事件计数器时，在CLK端所加的计数脉冲由外部事件产生，这些脉冲的间隔可以不相等。如果要用它做定时器，则CLK端应输入精确的时钟脉冲。这时，8253所能实现的定时时间决定于计数脉冲的频率和计数器的初值，定时时间=时钟脉冲周期tc×预置的计数初值n 8253的控制逻辑由5个控制信号和A0组成，对应的操作见表1.
       
       
         
        RL1，RL0——读/写操作位。00表示锁存数据，可随时读取计数器中的计数值；01表示只读/写低8位，高8位自动置为0；10表示只读/写高8位，低8位自动置为0；11表示读/写16位数据，先低8位，后高8位。
       
        M2，M1，M0——工作方式选择位。0～5表示方式0～5.方式0，计数完中断；方式1，可程控单触发操作；方式2，分频脉冲发生；方式3，分频方波发生；方式4，软件触发选通；方式5，硬件触发选通。其中方式0的工作过程如下：当程序送一控制字将所选的计数器置于所设定的方式后，该计数器的输出为低；当计数器初值装入被选中的计数器后，在外部输入的门控高电平的控制下，则可通过各自的计数脉冲进行递减计数。此时其输出仍为“低”。当计数器从初始值减到全“0”时，便产生一高电平输出，利用此输出信号向CPU发计数完中断；此中断请求一直保持到程序再次向计数器装入初值为止。
       
        BCD——计数方式选择位。1表示按十进制计数，0表示按二进制计数。使用8253计数功能的电路见图1.
           
         
       
        当LED发光管与光电管之间无工件通过时，LED发出的光能够照在光电管上，使光电管导通，集电极变为低电平。此信号经74LS14驱动整形后送到8253的CLK1，使8253的CLK1端也为低电平。当LED发光管与光电管之间有工件通过时，LED发出的光被工件挡住，光电管截止，集电极变为高电平，使8253的CLK1端也为高电平。待工件通过后，CLK1端又回到了低电平。这样，每通过一个工件，就从CLK1端输入一个正脉冲，利用8253对此脉冲计数，就可以统计出工件的个数来。
       
        8253的A1和A0分别与CPU地址总线的A2和A1相连。GATE1接+5V，OUT1作为中断信号INT接到8259A的一个中断请求输入端IR2或者接51单片机的外部中断输入。本系统中设计的8253的端口地址分别为0350H，0352H，0354H，0356H.
       
        编程时，可选择计数器1工作在方式0.在8253的方式0工作方式中，从将计数初值写入计数器到开始减1计数之间，有一个时钟脉冲的延迟。若计数初值为n=999，那么经过n+1个即1000个脉冲时计数值减为0，并在OUT1端输出一正跳变，这可以作为中断请求。在中断服务子程序中CPU可以做其他处理，如送下一个包装箱等。
       
        设计数初值为1999（要求一个包装箱内装工件2000），按十进制计数，先送低8位，再送高8位，控制字为01110001B.初始化程序为：
          MOV AL，01110001B
         
       
        若自动计数系统中，在包装箱未装满之前想了解包装箱中已经装了多少个工件，我们可以利用8253的数据锁存功能；由于8253是减1计数器，可以读取计数器的现行值，再用装满值减去现行值，即得当前包装箱中的工件数。
       
        此时方式控制字为01000000B，实现上述功能的程序为：