高精度可配置定時(shí)電路

　　引言

　　在工業(yè)控制、家電應(yīng)用、民用爆破、武器引信等領(lǐng)域，利用到很多時(shí)間類控制事件，這些時(shí)間類控制控制事件需要用到不同功能的定時(shí)器電路，這些時(shí)間控制事件要求的定時(shí)長度各不相同，需要的定時(shí)器數(shù)目也不一樣，針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域，定時(shí)的進(jìn)制、定時(shí)方式也不盡相同。在某些應(yīng)用中，可能會利用到多個(gè)時(shí)間事件，但是時(shí)間長度不是很長，而別的應(yīng)用中卻是單個(gè)時(shí)間事件，但是要求時(shí)間長度很長。也有可能某些應(yīng)用中定時(shí)方式是要求總共定時(shí)多長時(shí)間，而別的應(yīng)用中要求定時(shí)方式為從某一時(shí)刻到另一時(shí)刻?？傊瑧?yīng)用領(lǐng)域的不同，對定時(shí)電路的要求也不盡相同。這就要求定時(shí)器電路具備一定的配置功能，已滿足該定時(shí)器電路在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　本文設(shè)計(jì)的定時(shí)電路具備以下配置能力：時(shí)間長度、定時(shí)方式、定時(shí)進(jìn)制、定時(shí)器的啟動、定時(shí)達(dá)到后輸出、數(shù)據(jù)通信方式等主要可配置項(xiàng)。

　　電路框圖

　　電路內(nèi)嵌128×16 B 容量EEPROM存儲陣列，把需要處理的數(shù)據(jù)做為一個(gè)最小項(xiàng)，把EEPROM空間按地址順序分為8個(gè)16×16 B存儲窗口。其中固定一個(gè)窗口為功能配置信息存儲窗口，其余窗口為定時(shí)數(shù)據(jù)存儲窗口。功能配置信息中設(shè)置一個(gè)“有效定時(shí)數(shù)據(jù)存儲窗口”控制字，可以把一些常見固定的定時(shí)出具寫入EEPROM某些窗口中，如果需要進(jìn)行某種固定的定時(shí)時(shí)，只需要把功能配置字中““有效定時(shí)數(shù)據(jù)存儲窗口”控制字進(jìn)行改寫，即可立即進(jìn)行需要的定時(shí)功能。EEPROM與寄存器組映射關(guān)系如圖2。

電路在上電后，由上電引導(dǎo)模塊把EEPROM中的配置信息載入到功能寄存器組中，再根據(jù)功能寄存器組配置狀態(tài)(主要指“有效定時(shí)數(shù)據(jù)存儲窗口控制字)把相應(yīng)的定時(shí)數(shù)據(jù)載入到定時(shí)寄存器組中。完成上電引導(dǎo)過程后，可由DATAin進(jìn)行電路配置更改和定時(shí)數(shù)據(jù)更新等功能，確認(rèn)配置方式和定時(shí)數(shù)據(jù)無誤后，可以通過電路定時(shí)啟動端口發(fā)送啟動電平脈沖或者由DATAin發(fā)送定時(shí)器啟動禎來啟動內(nèi)部定時(shí)器，三個(gè)定時(shí)器可以同時(shí)或者分時(shí)啟動，可根據(jù)控制需要進(jìn)行啟動。

　　定時(shí)器配置

　　表1為定時(shí)器配置字，電路內(nèi)每個(gè)定時(shí)器對應(yīng)都對應(yīng)一個(gè)定時(shí)器配置字，這樣，可以根據(jù)應(yīng)用定時(shí)要求，對三個(gè)定時(shí)器進(jìn)行任一定時(shí)器的配置。同時(shí)要說明的是，定時(shí)器的啟動方式配置和輸出脈沖控制所定義的信號類型基本一致，這樣就可以實(shí)現(xiàn)啟動一個(gè)定時(shí)器定時(shí)完畢后立即啟動另一個(gè)定時(shí)器的定時(shí)功能。

　　電路內(nèi)含三個(gè)16位定時(shí)器，三個(gè)16位定時(shí)器之間進(jìn)行一定規(guī)律的級聯(lián)，以構(gòu)成更大定時(shí)范圍的定時(shí)器。配制方式如下圖：

　　這樣，電路可通過配制C0、C1、C2來使定時(shí)器實(shí)現(xiàn)不同方式的組合。當(dāng)然，當(dāng)C0、C1、C2都為1時(shí)，定時(shí)器電路將無外部時(shí)鐘輸入，此時(shí)電路不具備定時(shí)功能。