TS2007型多功能專用計(jì)數(shù)芯片的功能與應(yīng)用

1、2012-07-19#2012-07-19#2#0#12-07-19#賈永賢 ,錢金川 ,張軍營(yíng)(浙江泰華電器有限公司 , 325604 )摘要 : TS2007是一款新型計(jì)數(shù)器專用芯片 。該文主要介紹該芯片具有多功能的特點(diǎn) ,并對(duì)其芯片封裝 、引腳功能 、工作模式和電氣特性 ,以及典型應(yīng)用電路及工作原理也一并進(jìn)行詳細(xì)介紹 。關(guān)鍵詞 :專用芯片 ;功能特點(diǎn) ;典型應(yīng)用 ;工作原理中圖分類號(hào) : TN43112文章編號(hào) : 1004 - 0420 ( 2007) 03 - 0005 - 04文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 : BThe fun c t ionan d a pp l ica t ion of TS20

2、07 type m u lt ifun c t iona lspec ia l coun t in g c l ipJ IA Yong2xian, Q IAN J in2chuan, ZHAN G J un2ying( Zhe jiang Ta ihua E le. App liance s Co. , L td. , 325604 )A b stra c t: TS2007 is a new typ e of sp ec ia l coun ting c lip. Th is e ssay m a in ly in troduce s the cha rac te ristic of m u

3、 ltifunc tion, and a lso m ake s a de ta iled in troduc tion of the cap su la tion of c lip , the func tion of the ou tle t, the wo rk ing mode, the e lec trica l cha rac te r, the typ ica l app lica tion c ircu it and the op e ra ting p rinc ip le.Key word s: sp ec ia l c lip; func tion cha rac te

4、ristic; typ ica l app lica tion; the op e ra ting p rinc ip le化 ,并使其計(jì)數(shù)功能和可靠性等方面均有 很 大提 高 ,另外在產(chǎn)品 成 本 性 價(jià) 比 以 及 系 列 規(guī) 范 化 等 方 面 , 成 本大幅降 低 , 系 列 更 加 規(guī) 范 合 理 。多 功 能 專 用 計(jì) 數(shù) 芯片的使用 增 強(qiáng) 了 計(jì) 數(shù) 產(chǎn) 品 的 內(nèi) 在 科 技 含 量 , 使 其 更好的參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 。0 引言隨著自動(dòng)控制領(lǐng)域中的技術(shù)發(fā)展 ,越來越多的計(jì) 數(shù)控制場(chǎng)所已不再局限于單一的加 、減計(jì)數(shù)控制模式 , 而單一的功能模式也很難滿足現(xiàn)有的實(shí)際使用需求 。

5、這就需要計(jì)數(shù)器在輸入或輸出應(yīng)有多種工作模式 ,以 此來滿足多種計(jì)數(shù)控制要求 。多功能 專 用 芯 片 采 用 CMO S 工 藝 , 貼 片 SO P 封 裝 ,具有功耗低 、抗干擾能力強(qiáng) 。計(jì)數(shù)輸入模式分加計(jì) 數(shù) 、減計(jì)數(shù) 、可逆計(jì)數(shù) (A、B、C 三種模式 ) ;兩種計(jì)數(shù)速 度可選擇 (高速 1 000 cp s、低速 50 cp s ) ; 三種計(jì)數(shù)倍 率 ( ×1、×10、×100 ) ;輸出模式 N、F、R 供不同需求來 使用 。計(jì)數(shù)值預(yù)置可由六位撥碼整定 ; 輸入輸出各模 式選擇可在芯片外圍用硬件編程 ; 顯示可由 6 位 L ED 顯示 (可根據(jù)需求

6、選擇消隱或非消隱 ) ; 計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)可采 用串行 EEPROM 存儲(chǔ)器進(jìn)行相應(yīng)保持 。專用計(jì)數(shù)芯 片有上述多功能供選擇 ,尤其芯片在電磁兼容抗干擾 方面更為突出 ,靜電放電可達(dá) 18 kV 以上 ,全脈沖可達(dá)4 kV 以上 。可滿足各種復(fù)雜場(chǎng)合 ,并使之更趨于自動(dòng) 化及高可靠性需求 ,從而大大提高了自動(dòng)化控制能力 。1TS2007 的封裝及引腳功能TS2007采用 28 引腳貼片 SO P 封裝 ,引腳排列如圖 1所示 。各引腳的功能如下所述 :圖 1 TS2007引腳排列腳 1 ( CE) :斷電檢測(cè)端口 。用來控制 B1 、B2 數(shù)據(jù)通過近幾 年 的 發(fā) 展 , 計(jì) 數(shù) 器 從 原 有 通

7、用 集 成 來輸入輸出端口的傳輸 。2012實(shí)-0現(xiàn)7其-計(jì)1數(shù)9功#能#,#現(xiàn)#已#普#遍#發(fā)#展#為#專#用#計(jì)#數(shù)2芯0片1來2-07-1腳92#(V#DD#) :#芯#片#正2#電0#源1輸2入-端0口7。-19#腳 4 (VSS ) :芯片負(fù)電源輸入端口 。2 特性和主要電氣參數(shù)211 主要特點(diǎn)TS2007計(jì)數(shù)器專用芯片主要特點(diǎn)如下 :a. 該 芯 片 可 廣 泛 應(yīng) 用 于 多 種 計(jì) 數(shù) 產(chǎn) 品 中 , 如 JDM 9、 JDM 11、 JDM 12、 JDM 14、 JDM 15、 DH 6CJ 2J、 DH 6CJ 2M、JDM 15B、HD 48J、AH 5CK、AH 5

8、K、DH14J、 DH 48J 等計(jì)數(shù)產(chǎn)品中 ;b. 功能齊全 、價(jià)格低 ;c. 芯 片 可 采 用 外 部 硬 件 編 程 , 實(shí) 現(xiàn) 多 功 能 ; 6 位L ED 顯示 ,并有外部斷電數(shù)據(jù)保護(hù)功能 ;d. 芯片具有高抗干擾性 ,靜電放電可達(dá) 18 kV 以 上 ,全脈沖可達(dá) 4 kV 以上 。腳 6 ( OU T) : 輸 出 端 口 。通 過 該 端 口 控 制 外 部驅(qū)動(dòng)電路 。如執(zhí)行繼電器線圈 ,輸出 可 實(shí) 現(xiàn) N、F、R模式 。腳 7 ( R ESET) : 復(fù) 位 端 口 。當(dāng) R ESET為 低 電 平 時(shí) ,倍率計(jì)數(shù)器 、計(jì)數(shù)器清除 、復(fù)位 、各寄存器 進(jìn) 行編 程 ,

9、D1 D6 輸 出 編 程 脈 沖 , P2 P7 輸 入 需 計(jì) 數(shù) 的 設(shè) 定數(shù)值 , P1 輸入計(jì)數(shù)模式 、輸出模式 、倍率 、高低速選 擇 ;當(dāng) R ESET為高電平時(shí) ,電路在相應(yīng)倍率和工作模 式下工作 , R ESET并 控 制 P1 P7 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 方 向 , 且 D1 D6 輸出位顯示掃描脈沖 , P1 P7 輸出段顯示 掃描脈沖 。腳 8、9 ( CP1 、CP2 ) :計(jì)數(shù)脈沖輸入端口 。 計(jì)數(shù)脈沖輸入時(shí) ,在脈沖的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù) ,可實(shí)現(xiàn)五種計(jì)數(shù)模式 ,可加計(jì)數(shù) ,減計(jì)數(shù) ,可逆 A、B、C 模式計(jì)數(shù) 。腳 10、11 (B1 、B2 ) :數(shù)據(jù)輸入輸出端口 。

10、在 CE端口控制下 ,如 CE 端口為低電平時(shí) ,計(jì)數(shù) 器正常工 作 , CE 端 口 在 脈 沖 的 下 降 沿 時(shí) , 芯 片 通 過B1 、B2 從串行 EEPROM 存貯器中讀取數(shù)據(jù) ,在脈沖的上升沿 ,芯片通過 B1 、B2 將數(shù)據(jù)寫入串行 EEPROM 存 貯器 ,進(jìn)行數(shù)據(jù)保存 。腳 12、13、14、15、16、17 (D1 、D2 、D3 、D4 、D5 、D6 ) :編 程脈沖 /計(jì)數(shù)器位顯示掃描脈沖輸出端口 。當(dāng) R ESET為低電平時(shí) , D1 、D4 、D5 、D6 為 BCD 碼分別輸出編程脈沖 ,且 D1 、D6 、D5 、D4 分別代表權(quán) 1、2、4、8; 當(dāng) R

11、ESET為高電平時(shí) , D1 、D2 、D3 、D4 、D5 、D6 分別輸出 計(jì)數(shù)器位顯示掃描脈沖信號(hào) ,其中 D4 為個(gè)位 , D5 為十 位 , D6 為百位 , D1 為千位 , D2 為萬位 , D3 為十萬位 。腳 18、19、20、21、22、23、24 ( P1 、P2 、P3 、P4 、P5 、 P6 、P7 ) : 編程設(shè)定值輸入 /計(jì)數(shù) 器 段顯 示 掃描 脈 沖輸 出端口 。P1 P7 為雙向端口 ,當(dāng) R ESET為低電平時(shí) ,輸入設(shè) 定值 , P2 P7 分別代表個(gè)位 、十位 、百位 、千位 、萬位 、十 萬位 。 P1 輸入計(jì)數(shù)模式 、輸出模式 、高低速和倍率 。

12、腳 27 (O SC ) :振蕩器端口 。由外接電 阻 R8 ( 511 k ) 和電 容 C ( 22 p F ) 構(gòu) 成R C 振蕩電路 ,接于 O SC端口 ,振蕩頻率一般為 4 MH z。 腳 28 (MCLR ) :上電復(fù)位端口 。該端口通過電阻相連接至 VDD ,通電即可完成上 電復(fù)位 。 6 212主要電氣參數(shù)TS2007芯片主要電氣特性參數(shù)典型值如下 :a. 環(huán)境溫度 : - 40 + 85 ;b. 貯藏溫度 : - 65 + 150 ;c. 相對(duì)于 VSS在 VDD引腳上的電壓 : 0 + 7 V ;d. 相對(duì)于 VSS在其它引腳上的電壓 : 0 + 14 V;e. 相對(duì)于

13、VSS在 MCLR 引腳上的電壓 : - 016 V VDD + 016 V ;f. 整個(gè)芯片的功耗 : 800 mW ;g. VSS引腳最大輸出電流 : 150 mA ;h. VDD引腳最大電流 : 50 mA ;i. 雙向端口的最大漏電流 : 25 mA ;j. 雙向端口的最大灌電流 : 20 mA。3 工作模式介紹311 五種計(jì)數(shù)模式 (輸入模式 )a. 加計(jì)數(shù) ( + ) : 計(jì)數(shù)值從零開始向上累 加 , 一直 到設(shè)定值停止 。如在 CP1 加入計(jì)數(shù)信號(hào)時(shí) ,此時(shí)有相應(yīng)計(jì)數(shù)信號(hào)從 CP2 加入 ,則計(jì)數(shù)顯示值呈暫停狀態(tài) ;b. 減計(jì)數(shù) ( - ) : 計(jì)數(shù)信號(hào)從 CP1 端口加入時(shí) ,

14、 計(jì) 數(shù)數(shù)值從設(shè)定 值 開始 遞 減 , 一直 到 顯 示為 0 時(shí) 停 止 。 如在 CP1 加 入 計(jì) 數(shù) 信 號(hào) 時(shí) , 此 時(shí) 有 相 應(yīng) 計(jì) 數(shù) 信 號(hào) 從CP2 加入 ,則計(jì)數(shù)顯示值呈暫停狀態(tài) ;c. 可逆 A 模式 :輸入計(jì)數(shù)信號(hào) CP1 呈加計(jì)數(shù)狀態(tài) (無CP2 信號(hào)輸入時(shí) ) ,當(dāng) CP2 輸入有效時(shí)呈減計(jì)數(shù)狀態(tài) ;d. 可逆 B 模式 :輸入計(jì)數(shù)信號(hào) CP1 呈加計(jì)數(shù)狀態(tài)(無 CP2 信號(hào)輸入時(shí) ) ; 輸入 CP2 時(shí)呈減計(jì)數(shù) (無 CP1信號(hào)輸入時(shí) ) ;e. 可逆 C模式 :輸入計(jì)數(shù)信號(hào) CP1 、CP2 均加入 ,如CP1 信號(hào)超前 CP2 信號(hào)時(shí)呈加計(jì)數(shù)狀態(tài) ;

15、如CP2 信號(hào)D6 經(jīng)二極管及開關(guān) K與 P1 相連 ,組成相應(yīng)二進(jìn)制 。超前 CP1 信號(hào)時(shí)呈減計(jì)數(shù)狀態(tài) 。五種計(jì)數(shù)模式時(shí)序圖如圖 2所示 。開關(guān) K接通時(shí)為 0 ,斷開時(shí)為 1。表 1 輸出模式狀態(tài)表 2 高低速選擇狀態(tài)表 3 倍率和模式及顯示方式狀態(tài)以上表 1、表 2、表 3分別顯示輸出模式 、高低速選擇倍率和模式及顯示方式的狀態(tài) 。其中 R 輸出模式 可用相應(yīng)硬件線路來完成 。4 典型應(yīng)用電路及工作原理 (圖 4 )41111 工作電源部分該芯片的工作電源通常采用開關(guān)電源供電 。DC +12 V 供驅(qū)動(dòng) 、電壓檢測(cè) 、計(jì)數(shù)信號(hào)輸入用 ; DC + 5 V 供芯 片工作 、數(shù)碼管顯示 ,

16、原理圖中工作電源部分省略 。41112 計(jì)數(shù)信號(hào)輸入部分CP1 、CP2 兩個(gè)外部信號(hào)輸入 ,每個(gè)信號(hào)輸入端口 又分為低 、高 速 輸 入 檢 測(cè) 。低 速 輸 入 由 VD8 經(jīng) CP1( CP2 ) 與 地 接 通 或 斷 開 來 完 成 ; 高 速 計(jì) 數(shù) 輸 入 則 由R36 、R37 、C3 、V9 來實(shí)現(xiàn)快速計(jì)數(shù)功能 。低 、高速信號(hào)都 經(jīng) IC3 光電耦合隔離 ,經(jīng) R34 、C4 組成積分電路 ,將信號(hào) 加入芯片 CP1 、CP2 信號(hào)輸入端口進(jìn)行計(jì)數(shù) 。41113 工作模式 、倍率 、高低速選擇及計(jì)數(shù)值預(yù)置參考原理圖中相應(yīng)選擇表 ,分別設(shè)定 K2 K7 開關(guān) 位置 (接通為“

17、0 ”,斷開為“1 ”)以實(shí)現(xiàn)其要求 。在輸出為 R 模式中 ,可由外部器件 IC4 、R37 、R39 、C6 、R35 、R36 、C5 組成的電壓比較器來達(dá)到自動(dòng)復(fù)位功能 , 相應(yīng)復(fù)位 時(shí)間由 R35 、R36 、C5 充放電時(shí)間來確定 。計(jì)數(shù)所需預(yù)置值 ,可由 6 位撥碼開關(guān)來進(jìn)行 ,待 L ED 數(shù)字顯示值與 設(shè)定值相符后 ,以所設(shè)定的工作模式工作 。41114 計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分芯片由 R4 、R6 、V2 組成電壓檢測(cè)電路 ,并通過 IC1串行 EEPROM 存貯器完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 。功能完成可 參考芯片 CE腳與 B1 、B2 腳功能描述 。如不需數(shù)據(jù)保 存 ,可接通 K0 即可

18、。 7 圖 2 計(jì)數(shù)模式 (輸入模式 )時(shí)序圖312 三種輸出模式a. N 制式 :當(dāng)計(jì)數(shù)值到達(dá)設(shè)定預(yù)定值時(shí) ,停止計(jì)數(shù) 顯示且輸出脈沖信號(hào) (OU T端 ) ;如外部復(fù)位信號(hào)重新 加入 ,則工作狀態(tài)又重復(fù)進(jìn)行 ;b. F制式 :當(dāng)計(jì)數(shù)值到達(dá)設(shè)定預(yù)定值時(shí) ,輸出脈沖 信號(hào) (OU T端 ) ,而此時(shí)計(jì)數(shù)顯示繼續(xù) 。如此時(shí)外部復(fù) 位信號(hào)重新加入 ,則工作狀態(tài)又重復(fù)進(jìn)行 ;c. R 制式 :當(dāng)計(jì)數(shù)值到達(dá)設(shè)定預(yù)定值時(shí) ,輸出短脈沖信號(hào) (OU T端 )并延時(shí)復(fù)位 ,待復(fù)位完成后重新計(jì)數(shù) 。 三種輸出模式時(shí)序圖如圖 3所示 。圖 3 輸出模式時(shí)序圖313 工作模式 、倍率 、高低速選擇當(dāng) R ESET

19、為低電平時(shí) , P1 作為編程輸入端口 , D1K5K6K7倍率和模式顯示方式000×1 加計(jì)數(shù)消隱顯示001×10 加計(jì)數(shù)消隱顯示010×100 加計(jì)數(shù)消隱顯示011×1 減計(jì)數(shù)消隱顯示100可逆 A 模式消隱顯示101可逆 B 模式消隱顯示110可逆 C模式消隱顯示111×1 加計(jì)數(shù)不消隱顯示K3高低速選擇0高速 1 000 cp s1低速 50 cp sK2K4輸出模式00F制式10N 制式圖 4 TS2007專用計(jì)數(shù)芯片原理圖參考文獻(xiàn) :5 結(jié)束語專用計(jì)數(shù)芯片在計(jì)數(shù)繼電器中的廣泛應(yīng)用 ,不僅滿 足和拓展了計(jì)數(shù)繼電器的使用領(lǐng)域 ,而且在具

20、體使用上 用戶可根據(jù)自身需求選擇不同的輸入 、輸出工作模式來 滿足實(shí)際需求 ?？傊?,計(jì)數(shù)繼電器未來發(fā)展趨勢(shì)是 :產(chǎn) 品從原有單一功能逐漸向技術(shù)含量高 、多功能的方面發(fā) 展 ,這樣才能滿足和適應(yīng)控制領(lǐng)域的不斷發(fā)展 。 1 陸儉國(guó) . 機(jī)床電器檢驗(yàn)測(cè)試手冊(cè) M . 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1999.錢 金 川 , 金 林 升 . 電 子 計(jì) 數(shù) 器 原 理 、功 能 及 使 用 淺 析 J . 電器制造 , 2004, 11.錢金川 ,金林升 ,朱守敏 . P IC單片機(jī)技術(shù)在計(jì)數(shù)繼電器 設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 J . 電氣技術(shù) , 2006 , 12.收稿日期 : 2007 - 01 - 10 2

21、 3 菲尼克斯電子接口與自動(dòng)化產(chǎn)品電力行業(yè)應(yīng)用研討會(huì)2007年 4月 19日 ,菲尼克斯電子接口與自動(dòng)化產(chǎn)品電力行業(yè)應(yīng)用研討會(huì)在位于南京江寧的菲尼克斯國(guó)際會(huì)議中心隆重召 開 ,來自南京周邊的設(shè)計(jì)院 、系統(tǒng)集成商 、終端用戶 、分銷商 、高 (職 )校以及科研院所的工程技術(shù)人員 60 多人參加了會(huì)議 ,并與 菲尼克斯的產(chǎn)品和技術(shù)專家們進(jìn)行了深入的研討交流 。菲尼克斯的電子接口產(chǎn)品 IN TER FACE為整個(gè)控制系統(tǒng)提供了開關(guān)量 、模擬量和串行量等信號(hào)之間的匹配 ,同時(shí)提供三大 系列的開關(guān)穩(wěn)壓電源 ,通過這些接口模塊實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換 、開關(guān) 、隔離 、適配 、放大 、連接和供電等功能 ,這些高品質(zhì) 、技