作者：武漢理工大學(xué) 沈維聰 來(lái)源：《電子產(chǎn)品世界》

毫秒計(jì)時(shí)的啟、停控制邏輯

毫秒計(jì)在電力行業(yè)中通常用于測(cè)量繼電器或某個(gè)控制裝置從發(fā)出啟動(dòng)指令到實(shí)際執(zhí)行完成的間隔時(shí)間，因其間隔時(shí)間為毫秒級(jí)，故計(jì)時(shí)器通常采用毫秒計(jì)。在實(shí)際使用中，計(jì)時(shí)器的啟動(dòng)與停止控制不是僅僅由一級(jí)開關(guān)量（某一個(gè)單獨(dú)的開關(guān)）所控制，而常常是由二級(jí)開關(guān)量控制，即先由兩個(gè)開關(guān)量決定計(jì)時(shí)器的啟、�？刂七壿�，再由這個(gè)啟、�？刂七壿嬁刂朴�(jì)時(shí)器的啟動(dòng)與停止。

設(shè)啟動(dòng)開關(guān)量為a，停止開關(guān)量為b，啟、�？刂七壿嫗閏（c=“1”為計(jì)時(shí)，c=“0”為停止計(jì)時(shí)），則有：

其中；開關(guān)量a可有兩個(gè)邏輯狀態(tài)（“1”或“0”），同樣開關(guān)量b也可有兩個(gè)邏輯狀態(tài)（“1”或“0”），這樣，計(jì)時(shí)器的啟、停控制邏輯有下列真值表。 狀態(tài) 啟動(dòng)（c=“1”） 停止（c=“0”） 1 a=“1”∧b=“0” b=“1”va=“0” 2 a=“1”∧b=“1” b=“0”va=“0” 3 a=“0”∧b=“0” b=“1”va=“1” 4 a=“0”∧b=“1” b=“0”va=“1” 為了精確地獲得控制邏輯c，我們必須通過(guò)硬件邏輯電路，將a、b兩個(gè)開關(guān)量轉(zhuǎn)換成控制邏輯c。利用ttl集成電路工作電壓為+5v時(shí)，其邏輯“1”的電平為+3v~+5v、邏輯“0”的電平為0v~+2v的特性，并設(shè)開關(guān)量“閉合”為“1”、“斷開”為“0”。則對(duì)控制邏輯c 可作如下（圖2）設(shè)計(jì)：

在“狀態(tài)1”圖中，r1的作用是當(dāng)a、b都閉合時(shí)作限流之用，r2的作用是當(dāng)a、b都斷開時(shí)作下拉電阻之用。因此，r1、r2應(yīng)滿足5v×r2/（r1+r2）>3.0v；5v/r1<2ma。同樣，在“狀態(tài)2”圖中，r1、r2應(yīng)滿足5v×r2/（r1+r2）>3.0v；5v/（r1+r2）<2ma。在“狀態(tài)3”圖中，r1應(yīng)滿足5v/r1<2ma。在“狀態(tài)4”圖中，r1、r2應(yīng)滿足5v×r2/（r1+r2）>3.0v；5v/r1<2ma。

受單片機(jī)控制的啟、�？刂七壿媽�(shí)際電路

在mcs-51系列單片機(jī)中，其ctc（定時(shí)/計(jì)數(shù)器）的工作方式寄存器中有一gate位，該位為“1”時(shí)所對(duì)應(yīng)ctc的啟動(dòng)與停止可由特定的外部引腳上的邏輯電平所控制，“1”為啟動(dòng)，“0”為停止。有了這個(gè)控制邏輯c，我們就可以將它引入單片機(jī)，由單片機(jī)作精確計(jì)時(shí)。四種計(jì)時(shí)狀態(tài)也可由單片機(jī)來(lái)選擇。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)并方便使用，筆者采用了四片4066（四雙向模擬開關(guān)）對(duì)圖2中的r1、r2進(jìn)行了四種組合（見圖3），以滿足四種狀態(tài)的邏輯要求。計(jì)時(shí)器為8031的t0，故計(jì)時(shí)器的啟動(dòng)與停止由p3.2引腳上的邏輯電平所控制。

圖中4066(1)~4066(4)分別由p3.0、p3.1、p3.4、p3.5控制，p3.0、p3.1、p3.4、p3.5在任一時(shí)刻僅有其中的一個(gè)有效（“1”有效）。當(dāng)4066的第5、6、12、13腳為高電平（“1”）時(shí)，則1~2、3~4、8~9、10~11引腳連通，為低電平（“0”）時(shí)則斷開。這樣，任一時(shí)刻就只能有一片4066有效。實(shí)際中，a、b開關(guān)的一端通常是要接地的，所以筆者使用了兩片4n30對(duì)開關(guān)量a、b的接法作了一個(gè)轉(zhuǎn)換，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)c、e連通，反之，則c、e斷開。當(dāng)p3.0為“1”時(shí)，4066(1)被選中，其它無(wú)效。此時(shí)，a、b開關(guān)量與計(jì)時(shí)器啟、�？刂七壿嫷年P(guān)系就是圖2中的狀態(tài)1(此時(shí)r1=2kω、r2=3.3kω)。同樣，當(dāng)4066(2)、4066(3)、4066(4)分別被選中時(shí)，就分別對(duì)應(yīng)圖2中的狀態(tài)2至狀態(tài)4。圖3中的74ls04是對(duì)啟、停控制邏輯電平進(jìn)行整形，使8031的p3.2引腳獲得標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平。

軟件設(shè)計(jì)

軟件任務(wù)主要有三個(gè)：①鍵盤掃描，確定計(jì)時(shí)方式；②精確計(jì)時(shí)；③顯示計(jì)時(shí)結(jié)果。為節(jié)省篇幅，在此僅介紹軟件的關(guān)鍵之處和特色部分。

現(xiàn)對(duì)8031的資源作如下分配：t0用作計(jì)時(shí)器；8位初值自動(dòng)裝入；定時(shí)方式（計(jì)算8031的機(jī)器周期）；門控（p3.2為高電平計(jì)數(shù)）；初值9ch（-100 mhz）；5位bcd碼顯示窗口；顯示緩沖區(qū)為r7、r6、r5（r7為高位字節(jié)，但最高四位