六位計(jì)數(shù)器探究論文

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本文介紹一種使用單片機(jī)制作的雙向多功能6位計(jì)數(shù)器，其面板框圖如圖1所示。該計(jì)數(shù)器電路原理如圖2所示。它極大地方便了需要交替或者同時(shí)使用加數(shù)功能和減數(shù)功能的場(chǎng)合，例如:在某些生產(chǎn)線上，一方面進(jìn)行合格品的自動(dòng)累加計(jì)數(shù)，另一方面又要扣除從檢驗(yàn)崗位返回的不合格品的數(shù)字，完成這種功能，通常需要使用兩只計(jì)數(shù)器，還要經(jīng)過計(jì)算才可以得到結(jié)果;現(xiàn)在只需要使用本文介紹的計(jì)數(shù)器就能夠同時(shí)完成加數(shù)和減數(shù)的工作，而且即時(shí)得到結(jié)果的數(shù)字。現(xiàn)將該計(jì)數(shù)器介紹如下。

1.計(jì)數(shù)信號(hào)輸入

具有兩個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端口，可以同時(shí)或者分別輸人加數(shù)信號(hào)與減數(shù)信號(hào)。當(dāng)輸人其中一種信號(hào)時(shí)，另一個(gè)信號(hào)輸入端無需任何設(shè)置，就讓它懸空即可。

兩個(gè)輸人端口使用了內(nèi)部帶“斯密特”特性的端口，如果兩個(gè)端口同時(shí)輸人信號(hào)的話，程序會(huì)自動(dòng)判斷，判斷原理如下:11=無輸人;10=減數(shù)輸人;01=加數(shù)輸人;00=同時(shí)輸人(利用芯片端口上拉，因此，平時(shí)端口為高電平，輸人L電平有效)。

由于輸人端口本身具有“斯密特”性能對(duì)計(jì)數(shù)信號(hào)的輸人無疑具有較好的抗干擾能力。只要輸人基本的0~3.5V直流脈沖或者電平信號(hào)，電路都可以正常響應(yīng)。

提示:

輸人信號(hào)可以使用紅外線、光敏、機(jī)械開關(guān)和其它電子開關(guān)產(chǎn)生的開關(guān)脈沖，嚴(yán)禁脈沖最大電壓超過DCSV(使用交流信號(hào)輸人時(shí)，注意其峰值不能超過DCSV)。

最方便的是，無需使用有源的輸人脈沖，只需要把輸人端口對(duì)地線短接一次，就可以輸人一個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)，因?yàn)楸倦娐芬呀?jīng)配置好輸人端口為高電平狀態(tài)。圖2中單片機(jī)SP和6P的兩個(gè)端口分別接與+5V端相連的兩只4.7kiZ電阻的另一端。

程序智能處理兩個(gè)端口來的輸人信號(hào):

11和00均為不處理，00雖然是兩個(gè)端口同時(shí)輸人，但是因?yàn)樗鼈兪窍喾葱再|(zhì)，因此，互相抵消，屏幕數(shù)字保持不變。

01:需要把顯示值增加一個(gè)字，>999999或者=用戶設(shè)置的超限值，則加數(shù)控制輸出會(huì)出現(xiàn)高電平。

10:需要把顯示值減少一個(gè)字，到達(dá)000000時(shí)，減數(shù)控制輸出會(huì)出現(xiàn)高電平。

2.控制輸出:

具有兩個(gè)很靈活應(yīng)用的控制輸出端口，其應(yīng)用組合功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通控制輸出端口。

如果屏幕顯示為000000，則OUTL輸出高電平，這就是減計(jì)數(shù)的最終控制輸出信號(hào);如果屏幕顯示為用戶設(shè)置值，則OUTH輸出高電平，這就是加計(jì)數(shù)的最終輸出控制信號(hào)。

如果屏幕既不是000000，也不是用戶的設(shè)置值，就都輸出L電平。

3.操作按鍵

兩鍵操作，ANO是設(shè)置鍵(移位鍵)，AN1是置數(shù)鍵(清零鍵)。

(1)“置數(shù)(清零)”鍵

“置數(shù)(清零)”鍵的作用與兩個(gè)控制輸出端口的狀態(tài)有關(guān).如果OUTH輸出高電平，表示計(jì)一數(shù)器是因?yàn)榧訑?shù)而造成需要清除屏幕數(shù)字，因此，按動(dòng)“置數(shù)(清零)”鍵.屏幕將全部顯示0;如果OUTL輸出高電平，表示用戶希望把屏幕全部0清除，那么，屏幕立即會(huì)顯示用戶的控制設(shè)置值。

提示:

也就是說，按動(dòng)“置數(shù)(清零)”鍵將會(huì)在全0和用戶設(shè)置值之間不斷翻轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果是全0，那就是做好加數(shù)的準(zhǔn)備，如果是用戶設(shè)置值，那就是做好減數(shù)的準(zhǔn)備。

(2)設(shè)置鍵(移位鍵):

按動(dòng)設(shè)置鍵(移位鍵)將進(jìn)人用戶超限值的預(yù)置狀態(tài)，然后就用“置數(shù)(清零)”鍵來進(jìn)行加預(yù)置數(shù)(第一次按動(dòng)設(shè)置鍵才是進(jìn)人設(shè)置狀態(tài))。

點(diǎn)動(dòng)“置數(shù)(清零)”按鍵將每次遞加一個(gè)字，每一位數(shù)字均會(huì)在0一9一0之間循環(huán)，由于數(shù)字被限制在僅僅

10個(gè)字之間，因此，設(shè)置就無需減數(shù)鍵來操作了，這是本電路不安排“減數(shù)鍵”的道理。

簡單地說，超限預(yù)置設(shè)置過程就是:

兩鍵操作:設(shè)置鍵(移位鍵)、置數(shù)鍵(清零鍵)。

采用移位設(shè)定方法，按設(shè)置鍵(移位鍵)進(jìn)人設(shè)定狀態(tài)，相對(duì)應(yīng)的位閃爍，從屏幕的最高位開始到個(gè)位的順序進(jìn)行預(yù)置超限設(shè)置。

按‘置數(shù)(清零)”鍵置數(shù)，按設(shè)置鍵(移位鍵)7次后退出。

在正常計(jì)數(shù)狀下，第一次按“置數(shù)(清零)”鍵，屏幕清零;第二次按“置數(shù)(清零)”鍵，屏幕為用戶設(shè)置值;反復(fù)按“置數(shù)(清零)”鍵，將不斷反復(fù)以上兩種狀態(tài)：

4.保存用戶設(shè)置數(shù)據(jù)

用戶的超限值保留在電路中的存儲(chǔ)器24002內(nèi)，以便下次使用時(shí)無需重新設(shè)置。但是，必須在預(yù)置超限值時(shí)完成整個(gè)6位數(shù)字的設(shè)置操作.不能半途而廢;否則，當(dāng)次設(shè)置值減無效。

5.晶體頻率

該計(jì)數(shù)器使用8.OOOMHz的晶振，以求執(zhí)行指令和接受計(jì)數(shù)器輸人更加快速。最高輸人計(jì)數(shù)器的脈沖頻率需要開發(fā)軟件時(shí)在樣品試驗(yàn)中確定，以便更好地通知用戶。設(shè)置完畢后，不需要再按動(dòng)任何按鍵就可退出設(shè)置狀態(tài)，自然等待10秒鐘左右后，系統(tǒng)自動(dòng)退出設(shè)置狀態(tài)。

6.靈活應(yīng)用舉例

可以利用兩個(gè)端口之一來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)計(jì)數(shù)。例如:用戶在加計(jì)數(shù)狀態(tài)下使用，當(dāng)訓(xùn)散值等于設(shè)置值時(shí)，OUTH就會(huì)輸出一個(gè)高電平，如果把OUTH通過一只1kΩ左右的電阻連接到清除招改建的“熱端”，就會(huì)瞬間將計(jì)數(shù)器復(fù)位到準(zhǔn)備加計(jì)數(shù)的狀態(tài)，從而成為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清除屏幕數(shù)字的循環(huán)計(jì)數(shù)器。

7.外殼

使用尺寸為120x53x26mtn的“汽車鐘”外殼來安裝這種計(jì)數(shù)器，其中數(shù)碼管采用6只共陰極數(shù)碼管。

8.使用的單片機(jī)型號(hào)

單片機(jī)使用HT48R30A-1，ROM有2k，封裝為24引腳的DIP雙列直插式，也可以在更改印刷板后使用SOP24引腳封裝。

9.其它功能提示說明

(1)實(shí)際印刷板上面有一只三極管，這是用來構(gòu)成自動(dòng)循環(huán)計(jì)數(shù)的反相三極管，其集電極接在“置數(shù)”按鍵上、其基極信號(hào)來自O(shè)UTH或者OUTL.焊盤F1可供選擇是使用加數(shù)循環(huán)還是減數(shù)循環(huán)。默認(rèn)為不循環(huán)(各焊盤懸空)。需要使用循環(huán)功能的，請(qǐng)?jiān)谟∷迳习押副PF1與OUTH或者OUTL焊盤連接起來。

提示:F1不能同時(shí)連接OUTH和OUTI，兩點(diǎn)：

(2)印刷板上安排有一只輸出控制指示燈LED，同樣具有選擇焊盤F2，可以把焊盤F2連接OUTH或者OUTL，就是說.LED可以作為加數(shù)控制輸出指示燈或者減數(shù)控制輸出指示燈.同樣，不能把F2同時(shí)連接到OUTH和OUTL兩點(diǎn)。默認(rèn)為連接到OUTH焊盤(加計(jì)數(shù)控制輸出指示燈)。

(3)本電路的最高計(jì)數(shù)頻率實(shí)測(cè)為短秒45個(gè)輸入脈沖(加數(shù)和減數(shù)同時(shí)輸人或者分別輸人)、使用時(shí)最高計(jì)數(shù)速度不大于每秒20個(gè)輸人脈沖，以保證整個(gè)計(jì)數(shù)過程中不會(huì)丟失輸人的計(jì)數(shù)脈沖。

(4)成品電路板被封裝在一只120x53x26mm的塑料黑色外殼里，殼體上有嵌人式安裝的彈性卡子。外殼背后有一排接線端子，如電路圖所示，它們有+5V供電、加數(shù)脈沖輸人、減數(shù)脈沖輸入、加數(shù)控制輸出、減數(shù)控制輸出等7個(gè)端子。其中的兩個(gè)GND地線端子，在印刷板實(shí)物上是分開走線的，因此，最好不要把脈沖輸人地線與供電地線在外部直接短接，以保證輸人信號(hào)不受干擾。

本文關(guān)鍵詞：六位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器