8253在流速测量中的应用.docx

1、8253丘弭速聘01的应用南京航空航天大学机电学院(210016)韩世进张乐年摘要：由AT89C52和2片8253芯片及一些外国器件组成的流速测量仪，实现8珞流速的同步测量。仪M中采用I/O口模拟8253时序实现对8253的操作，并给出了8253用于亨件计敷时所存在的问题及解决方法。关绽词：8253芯片单片机流速.测量养蔽P2口的高4位/选择控制寄存器/初始值低位00屏蔽P2口的高4位选择计数器。的寄存器初始值高位00/屏蔽P2口的高4位/选择计致器。的寄存器8253简介8253是一种广泛应用的可编程定时/计致芯片，其计数频率为02MHz,最高计数时钟频率可达2.6MHz°8253芯

2、片有3个计数器，每个计数器都由一个16位锁存器和一个16位计数寄存器组成。每个计数器都有时钟输入信号CLK和门控信号GATE及一个输出信号OUT。每个通道都有6种可编程选择的工作方式，而每一种工作方式，都由时钟输入信号CLK确定计数器的递减速率。1 系统概况本文所介绍的流速测量系统由传感器部分和测景部分组成，主要用于水流流速的测量。2.1传感部分传感器部分由一个水流流速测量杆和调理电路组成。测量杆示意图如图1所示。测域时将测量杆的底端放入水中。测量杆的底端有一旋桨，旋桨叶片边缘有反光面。测量杆顶端有一光源和一个光敏三极管，二者之间用不透明的隔板隔开。光源发出的光通过光纤照射到测量杆底端的旋桨上

3、。当旋桨叶片边缘的反光面旋转到正对光源时便将光反射.反射光通过另一光纤照射到光敏三极管上，当水流动时水流推动旋桨不断转动，从而引起了光敏三极管的循环导通、截止。通过调理电路可产生脉冲信号。检测该脉冲信号，即对脉冲数进行计数，对照脉冲信号与水流流速之间的关系便可测得水流的流速。2.2测部分测量部分为AT89C52单片机系统。该系统对传感器产生的脉冲信号进行计数并将其转换为流速显示出来。为了在低成本下实现8路流速的同时测量，该系统采用了2片8253对其中的6路信号进行测重，另2路信号分别接到AT98C52的外部中断。和外部中断1脚，利用外部中断进行测量。由于本系统中有键盘、显示、外部PC存储和串行

4、通信等功能，如采用一般的8253接法，即利用门控信号GATE控制计数器是否计数，则AT89C52的I/O口就不够用。因此采用如图2所示的接法，将所有门控信号GATE接到电源正极上，所有的输出信号OUT悬空，编程时通过模拟8253的时序实现对8253的操作。3软件设计3.18253计敷本系统中的8253在方式0下计数，其初始化C51程序如下(只给出计数器0的初始化程序，计数器1、2的初始化程序与计数器。类似)：voidInit_82S3(unsignedcharbase)unsignedchartemp；CSO=1；CS1=1；WR=1；RD=1；Pl=0x30；WR=0；/选计敷器0,工作方式

5、0,计败器读/写顺序：先低位后高位，二进制计数temp=P2；temp&=0xf0|P2=templ(base<*>3)；WR=L；CSO=1；CS1=1;Pl=0x00；WR=0;/temp=P2;temp&=0xf0;P2=templ(base)；WR=1；CSO=1,CS1=1；Pl=0x00;WR=0;temp=P2；emp&=0xf0;P2=templ(base)；WR=1；CSO=1;CSl=l;17<MAMM>2003年必94W第1路信号第2路信号15第3路信号第4路信号第5路信号第6路信昼第7路信业第8路信河17J6IFOUTOG

6、ATEO>CLKOOUTIGATE18253_1>CLK1RDWR0UT2GATE2A0CLK2AlOUTOGATEOCLKO21csokINTIINTOPIOPllP12P13P14P15P16P1719 A0Al8DO7DI6D25D34D43D52D61D7、DPI、D12、D23、D34D45D56D67D78P2=templOxOf；8253在非选中状态RD=O；temp=P2；temp&=OxfO;/屏蔽P2口的高4位Pl=Oxff；/读取Pl口数据时先向P1口发全1P2=templ(base+port)；选择相应计数寄存器VaHPlj/读取低位数据放置在Va】

7、中10913亘1716OUTiGATE1>CLK18253_20UT2GATE2CLK2CSRDWR8DO/7DIz6D2/5D3y4D43D5y2D61D7y:21CS1,221514VCC?3119T1TOEA/VPXIX2A019 Al17I?图28253与CPU连接原理图系统中8253数据的读取也采用了模拟8253的时序来实现，其C51源程序如下：unsignedintRead_8253(unsignedcharbasevunsignedcharport)/port取0、1、2,分别读计数器0、1、2计数值(unsignedintVai;/定义8位计数返回值变最unsignedc

8、hartemp,low；CSO=1;CS1=1；WR=1；RD=1；switch(port)case0：P1=0x00；break；case1:Pl=0x40；break;case2：P1=0x80；break；WR=Ojtemp=P2；temp&=0xf0;P2=templ(base+3);WR=1；P2=templ0x0f;RD=O；temp=P2；temp&=0xf0;Pl=Oxff；/计数器。飞读计数器1飞读/计数器2飞读/屏蔽P2口的高4位/选择控制寄存器/8253在非选中状态/屏般P2口的高4位/读取P1口数据时先向P1口发全1P2=templ(base+port)

9、；/选择相应计数寄存器low=Pl；/读取低位数据放置在变量low中RD=1；temp=P2；temp&=OxfO；一18_屏敲P2口的高4位RD=1；temp=P2；21A0/22AlZ23CSO/24CS1/2526272810113029P20P2189C52P22P23P24P25P26P27temp&=OxfO;/屏蔽P2口的高4位P2=templOxOf；/8253在非选中状态Return(Val<<8)+low)；/将高低位组成8位并返回RXDTXDALE/FPSEN依据图2,以上源程序中对2片8253操作时应带入的形式参数base分别取0x08和0x

10、04。在程序开始运行时初始化8253,计数开始时读取8253中的数值，计数结束后再读取一次，这2个数值的差值即为所计脉冲的个数。通过流速公式即可得到当前水流的流速。3.2外部中断计数中断计数的原理是利用传感器信号触发外部中断，每次进入中断后计数值增加1,其C51程序如下：/外部中断。处理程序/voidlnt_0(void)interrupt0using1(if(bMeaSuring=l)判断是否正在测量N+;/如正在测度则计数值增加1RESETRDw3.38253计数时出现的何题和解决办法由于8253没有自动复位功能，所以在被写入控制字之前各计敷器的工作方式和计数常数都是随机的。为了有效地使8

11、253完成计数功能，必须对8253进行初始化。但是8253芯片的缺点是计数常数的装入必须严格地依赖于时钟输入，即计敷常数必须经过时钟输入端的一个上升沿和紧随其后的一个下降沿之后才能被装入指定计数寄存器。如果不滴足这一条件则计数常数不会被装人。在本系统中笔者对8253装入的初值定为0x00,在常规程序中第一次计数的结果为：用0x00减去计数结束时计数寄存器中的值。这样会带来一个何题，即当CLK端有脉冲输入时计敷结果不会出错？而当CLK端没有昧冲输<«MMJVMJV|>2003941ADjiC812隼片机A/D转换及软件校准方携湖北荆州江汉石油学院电子与信息工程系（43402

12、3）冯金栋徐爱钧易金生摘要：美国AD公司的一种嵌入式FlashMCU微转换器ADpC812,并将其用于数据采集时的A/D转换，以进一步提高ADC梢度的一种软件解决办法。关键词：数据采集AD|iC812A/D转换软件校准ADg,C812是美国AD公司1999年推出的新一代带有嵌入式FlashMCU和多通道12位A/D的微转换器，它是一种真正的单片在系统可编程全智能的、完整的数据采集系统芯片。该芯片采用先进的混合信号处理的IC工艺，因而显著地提高了数据采集系统的性能、大幅度地减少了开发时间和成本，52脚LeadPlasticQuadFlat封装，体积小（总面积小于15mmxl5mm）o1ADpC8

13、12芯片特性AD头C812内部功能框图如图1所示。该芯片的内核是：增强型的8052,与8051兼容，额定工作频率为12MHz（最大16MHz），有3个16位定时/计数器，32条可编程的I/O线，端口3具有高电流驱动能力，9个中断源，2个优先级。片内存储器有8KB片内闪速/电擦除程序存储器，640B片内闪速/电擦除数据存储器，256B片内敏据RAM。此外，还有片内充电泵，不需要外部提供擦除/写入电压VPPo外部可扩充16MB数据地址空间和64KB程序地址空间。在模拟输入/输出方面：片内集成有8通道12位高精度ADC,片内40ppm/X电压基准，采样速率达200KSps,具有DMA控制的高速A/D

14、至RAM捕获能力，2个12位电压输出D/A,具有片内温度传感器。片内还集成有UART串行接口I/O,与PC兼容的串行接口和SPI串行接口，带有看门狗定时器和电源监视器。MCU芯片内核和模拟转换器二者均有正常、空闲和掉电3种工作模式，并提供了适合于低功耗应用的、灵活的电源管理方案。（接上页）罕图3计数程序流程图入、计数结束时，读出的计数寄存器中的值不为原来装入的初值，而是一个随机数。因此计数结果必然是偿误的。为避免这一错误，可按照如图3所示的流程图编写计数程序（图3中只给出了一个计数器用于计数时的处理方法，多个计数器的用法与其类似）。图中bFlag标志计数器在初始化后是否经历了一次有时钟输入的计数过程，因为第一次计数的