本发明专利技术公开了一种基于计数器的输出扩展方法、装置及其应用系统。该输出扩展装置由控制器的３根Ｉ／Ｏ输出控制线、计数器和锁存器依次相连组成，３根Ｉ／Ｏ输出控制线分别与计数器的清零端、输入端和锁存器的使能端相连。以该输出扩展装置为基础，控制器根据预设控制信息，控制计数器清零、计数器脉冲给定、锁存器使能，最终实现任意多路输出控制的扩展。本发明专利技术使用Ｉ／Ｏ输出控制线取代地址线，保护了脆弱的控制系统，提高了嵌入式系统的可靠性。本发明专利技术通过控制器、计数器、锁存器的级联，实现任意多路输出控制的扩展，突破了高端、低端控制器对外接口有限的设计瓶颈。
Output expansion method based on counter, device and application system thereof
The invention discloses an output extension method based on a counter, a device and an application system thereof. The output expansion device comprises a controller of 3 I / O output control line, and the counter latch are connected in sequence, 3 I / O output control line respectively and reset the counter end and an input end and a latch enable end. Based on the output expansion device, the controller controls the counter reset, the counter pulse setting and the latch enable according to the preset control information, and finally realizes the expansion of an arbitrary multipath output control. The invention uses the I / O output control line instead of the address line, thus protecting the fragile control system and improving the reliability of the embedded system. The invention realizes the expansion of an arbitrary multi-channel output control by the cascade of a controller, a counter and a latch, and breaks through the limited design bottleneck of the interface of the high-end and the low controller.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及嵌入式自动控制领域中的输出控制实现，具体的说，涉及 一种基于计数器的输出扩展方法、装置及其应用系统。
技术介绍
随着计算机技术尤其是嵌入式控制器的发展，其应用己渗透到各行各业。以单片机、嵌入式处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processing, 简称DSP)为核心的嵌入式控制系统，以其功能齐全、智能化程度高、高 实时性、高可靠性、低功耗、体积小、重量轻、通用性和可扩展性好、适 应面广等诸多优点在工业控制、消费电子、医疗器械、通讯设备、智能监 控等领域得到了广泛的应用。技术实现上，测试和控制是嵌入式控制系统 需要重点解决的技术问题。嵌入式系统的应用中，由于控制器的资源有限，加之嵌入式系统的功 能越来越庞大，往往需要将控制器的总线引出实现存储器、外设的扩展。 数据总线、地址总线的引出，使得控制器系统特别容易受到干扰。传统的 输出控制电路采用"地址线译码"的方式将地址线引出用作输出电路扩展， 增加了系统可靠性设计的难度；同时，地址线引出需要额外设计硬件防护 电路，地址线引出引起的信号失真需要额外设计整形电路，提高了系统实 现的成本。嵌入式控制技术的发展、数据信息的不断膨胀、需求的多样化，使得 嵌入式系统的功能日趋复杂，对存贮空间的需求日益增大。传统的输出控 制电路采用"地址线译码"的方式实现几个、几十个输出控制电路的控制， 必然会浪费珍贵的地址线资源；以MCS-51单片机为例MCS-51单片机 有16位地址线，最大寻址64KB的RAM空间，如果使用部分地址译码用 作输出控制，必然造成地址空间的不连续分配，浪费有限的地址空间资源。在一些低端的嵌入式系统设计中，设计人员通常采用低端的控制器， 这些控制器通常只有有限的几根地址线资源，并且不提供对外的设计接口 。 在一些高端的嵌入式系统设计中，设计人员通常优先选用集成度高的片上系统。片上系统通常对外不提供地址线、数据线的设计接口，只提供UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter通用异步收发器)、A/D (模/ 数变换器)、D/A (数/模变换器)、USB (Universal Serial Bus通用串行总线)、 I2C (Inter—Integrated Circuit内置集成电路)、1/0接口 (Input/Outputport)， 这种情况下，传统的"地址线译码"输出控制则无法实现。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于计数器的输出扩展方 法、装置及其应用系统，可以对控制器的输出进行扩展，实现任意多 路输出控制的扩展。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于计数器的输出扩展装 置，包括控制器、计数器和锁存器；所述控制器包括第一I/0输出控制线、 第二 I/O输出控制线和第三I/O输出控制线，所述第一 I/O输出控制线连接 所述计数器的清零端，所述第二 I/O输出控制线连接所述计数器的信号输 入端，所述第三I/O输出控制线连接所述锁存器的使能端；所述计数器的 输出端与所述锁存器的输入端相连；所述控制器用于根据预设控制信息， 计算需要计数的脉冲总数并输出到计数器，所述计数器用于在所述控制器 控制下进行清零及计数，生成输出控制信号；所述锁存器用于在所述控制 器控制下对输出控制信号进行锁存输出。进一步的，所述第一i/o输出控制线、第二I/0输出控制线和第三1/0输出控制线的输出信号是电平信号。 所述控制器是嵌入式控制器。本专利技术提供了一种应用系统，包括基于计数器的输出扩展装置，所述 输出扩展装置包括控制器、计数器和锁存器；所述控制器包括第一 I/O输 出控制线、第二 I/O输出控制线和第三I/O输出控制线，所述第一 I/O输出 控制线连接所述计数器的清零端，所述第二 I/O输出控制线连接所述计数 器的信号输入端，所述第三I/O输出控制线连接所述锁存器的使能端；所 述计数器的输出端与所述锁存器的输入端相连；所述控制器用于根据预设 控制信息，计算需要计数的脉冲总数并输出到计数器,，所述计数器用于在 所述控制器控制下进行清零及计数，生成输出控制信号；所述锁存器用于 在所述控制器控制下对输出控制信号进行锁存输出。进一步的，所述第一i/o输出控制线、第二1/0输出控制线和第三1/0输出控制线的输出信号是电平信号。 所述控制器是嵌入式控制器。本专利技术提供了一种基于计数器的输出扩展方法，包括以下步骤 控制器通过第一 I/O输出控制线控制计数器清零；控制器根据预设控制信息，计算需要所述计数器计数的脉冲总数，并 通过第二 I/O输出控制线向计数器输出脉冲；控制器通过第三I/O输出控制线控制锁存器输出。进一步的，所述第一i/o输出控制线、第二I/0输出控制线和第三1/0输出控制线是通过电平信号分别进行计数器清零、计数器脉冲给定和锁存 器输出控制。本专利技术使用1/o输出控制线取代地址线，保护了脆弱的控制系统，提高了嵌入式系统的可靠性，同时降低了系统实现的硬件成本。与传统的"地 址线译码"输出控制相比，本专利技术通过控制器、计数器、锁存器的级联，实 现任意多路输出控制的扩展，突破了高端、低端控制器对外接口有限的设 计瓶颈。本专利技术将锁存器用作控制信号输出，加强了输出控制信号的抗干 扰能力，提高了输出信号的稳定性。附图说明图1是本专利技术具体实施方式基于计数器的输出扩展方法示意图2是本专利技术具体实施方式基于计数器的输出扩展装置示意图3是本专利技术具体实施方式基于计数器的输出控制电路原理图4是本专利技术具体实施方式的计数器清零流程图5是本专利技术具体实施方式的计数器信号给定流程图6是本专利技术具体实施方式的输出控制信号锁存流程图7是本专利技术具体实施方式的输出扩展的仿真输出结果；图8是本专利技术具体实施方式的输出扩展实现详细流程图。具体实施例方式下面对照附图并结合具体实施方式对本专利技术进行进一步详细说明。 图1是本专利技术具体实施方式基于计数器的输出扩展方法示意图，计数6器清零、脉冲给定、锁存器使能顺序执行。图2是本专利技术具体实施方式基于计数器的输出扩展装置的示意图。该输出扩展装置由控制器、计数器、锁存器顺次连接构成。控制器包括3根I/O输出控制线，分别为A (第一 I/O输出控制线)、B (第二 I/O 输出控制线)、C (第三I/0输出控制线)。第一I/0输出控制线A与所述 计数器的清零端相连，第二 I/O输出控制线B与所述计数器的信号输入端相连，第三i/o输出控制线c与所述锁存器的使能端相连。计数器的输出端与锁存器的输入端相连，锁存器将计数器输出的信号输出并隔离，最终 实现N路控制输出。该输出扩展装置实现N路输出扩展的方法如下 首先，控制器通过I/O输出控制线A的电平信号变化控制计数器清零。 其次，根据预设控制信息，控制器计算需要计数器计数的脉冲总数 PLUS—NUM。再次，控制器遥过I/0输出控制线B的电平信号变化，模拟往计数器 的信号输入端输入PLUS—NUM个脉冲。计数器根据输出的脉冲信号计数， 并生成输出控制信号。最后，控制器通过i/o输出控制线c的电平信号变化控制锁存器，将计数器的输出控制信号通过锁存器输出并隔离，最终实现所需的N路控制输出。锁存后的输出控制信号在i/o输出控制线c的下一个控制周期到来之前不本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于计数器的输出扩展装置，其特征在于：包括控制器、计数器和锁存器；所述控制器包括第一Ｉ／Ｏ输出控制线、第二Ｉ／Ｏ输出控制线和第三Ｉ／Ｏ输出控制线，所述第一Ｉ／Ｏ输出控制线连接所述计数器的清零端，所述第二Ｉ／Ｏ输出控制线连接所述计数器的信号输入端，所述第三Ｉ／Ｏ输出控制线连接所述锁存器的使能端；所述计数器的输出端与所述锁存器的输入端相连；所述控制器用于根据预设控制信息，计算需要计数的脉冲总数并输出到计数器，所述计数器用于在所述控制器控制下进行清零及计数，生成输出控制信号；所述锁存器用于在所述控制器控制下对输出控制信号进行锁存输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明明，周保航，孟燕妮，韦树旺，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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