TS2007型多功能专用计数芯片的设计与应用

摘要：TS2007是一款新型计数器专用芯片。该文主要介绍该芯片具有多功能的特点，并对其芯片封装、引脚功能、工作模式和电气特性，以及典型应用电路及工作原理也一并进行详细介绍。

关键词：专用芯片、功能特点、典型应用、工作原理。

The design and appliancation use of TS2007 type multifunction special counting clip.

Yongxian Jia Jinchuan Qian Junying Zhang (ZhejiangTaihua Ele. Appliances Co., Ltd. 325604)

Abstract: TS2007 is a new type of special counting clip. This essay mainly introduces the characteristic of multifunction, and also makes a detailed introduction of the capsulation of clip, the function of the outlet, the working mode, the electrical character, the typical appliancation circuit and the operating principle.

Key work: Special clip, function characteristic, typical appliancation, the operating principle.

一、引言

   随着自动控制领域中的科技技术的不断发展，越来越多的计数控制场所已不再局限于单一的加、减计数控制模式，而单一的功能模式也很难满足现有的实际使用需求。这就需要计数器在输入或输出应有多种工作模式，以此来满足多种计数控制要求。

   多功能专用芯片采用CMOS工艺，贴片SOP封装，具有功耗低，抗干扰能力强。计数输入模式分加计数、减计数、可逆计数（A、B、C三种模式）；二种计数速度可选择（高速1000cps、低速50cps）；三种计数倍率（×1、×10、×100）；输出模式N、F、R供不同需求来使用。计数值预置可由六位拨码整定；输入输出各模式选择可在芯片外围用硬件编程；显示可由6位LED显示（可根据需求选择消隐或非消隐）；计数数据可采用串行EEPROE存储器进行相应保持。专用计数芯片有上述多功能供选择，尤其芯片在电磁兼容抗干扰方面更为突出，静电放电可达18KV以上，全脉冲可达4KV以上。可满足各种复杂场合，并使之更趋于自动化及高可靠性需求，从而大大提高了自动化控制能力。

   通过近几年的发展，计数器从原有通用集成来实现其计数功能，现已普遍发展为专用计数芯片来完成和实现计数控制。且计数外围电器设计更加简化，并使其计数功能和可靠性等方面均有很大提高，另外产品成本性价比以及系列规范化等方面，成本大幅降低，系列更加规范合理。多功能专用计数芯片的使用增强了计数产品的内在科技含量，使其更好的参与市场竞争。

二、TS2007的封装及引脚功能

 TS2007采用28引脚贴片SOP封装，引脚排列如图1所示。各引脚的功能如下所述：

 脚1(CE):断电检测端口。来控制B1、B2数据输入输出端口的传输。

 脚2（VDD）：芯片正电源输入端口。

 脚3、5、26（NC）：为空脚。

 脚4（VSS）：芯片负电源输入端口。

 脚6（OUT）：输出端口。通过该端口控制外部驱动电路。如执行继电器线圈，输出可实现N、F、R模式。

 脚7（RESET）：复位端口。当RESET为低电平时，倍率计数器、计数器清除、复位、各寄存器进行编程，D1～D6输出编程脉冲，P2～P7输入需计数的设定数值，P1输入计数模式、输出模式、倍率、高低速选择；当RESET为高电平时，电路在相应倍率和工作模式下工作，RESET并控制P1～P7的数据传输方向，且D1～D6输出位显示扫描脉冲，P1～P7输出段显示扫描脉冲。

 脚8、9（CP1、CP2）：计数脉冲输入端口。

 计数脉冲输入时，在脉冲的上升沿进行计数，可实现五种计数模式，可加计数，减计数，可逆A、B、C模式计数。

 脚10、11（B1、B2）：数据输入输出端口。

   在CE端口控制下，如CE端口为低电平时，计数器正常工作，CE端口在脉冲的下降沿时，芯片通过B1、B2从串行EEPROE存贮器中读取数据，在脉冲的上升沿，芯片通过B1、B2将数据写入串行EEPROE存贮器，进行数据保存。

 脚12、13、14、15、16、17（D1、D2、D3、D4、D5、D6）：编程脉冲/计数器位显示扫描脉冲输出端口。

 当RESET为低电平时，D1、D4、D5、D6为BCD码分别输出编程脉冲，且D1、D6、D5、D4分别代表权1、2、4、8；当RESET为高电平时，D1、D2、D3、D4、D5、D6分别输出计数器位显示扫描脉冲信号，其中D4为个位，D5为十位，D6为百位，D1为千位，D2为万位，D3为十万位。

 脚18、19、20、21、22、23、24（（P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7）：编程设定值输入/计数器段显示扫描脉冲输出端口。

  P1～P7为双向端口，当RESET为低电平时，输入设定值，P2～P7分别代表个位、十位、百位、千位、万位、十万位。P1输入计数模式、输出模式、高低速和倍率。

脚27（OSC）：振荡器端口。

   由外接电阻R8（5.1K）和电容C（22P）构成RC振荡电路，接于OSC端口，振荡频率一般为4MHz。

 脚28（MCLR）：上电复位端口。

   该端口通过电阻相连接至VDD，通电即可完成上电复位。

三、特性和主要电气参数

3.1主要特点

   TS2007计数器专用芯片主要特点如下：

●该芯片可广泛应用于多种计数产品中，如JDM9、JDM11、JDM12、JDM14、JDM15、DH6CJ-J、DH6CJ-M、JDM15B、HD48J、AH5CK、AH5K、DH14J、DH48J等计数产品中；

●功能齐全、低价格；

●芯片可采用外部硬件编程，实现多功能；6位LED显示，并有外部断电数据保护功能；

●芯片具有高抗干扰性，静电放电可达18KV以上，全脉冲可达4KV以上。

3.2主要电气参数

   TS2007芯片主要电气特性参数典型值如下：

●环境温度：-40℃～+85℃

●贮藏温度：-65℃～+150℃

●相对于VSS在VDD引脚上的电压：0～+7V

●相对于VSS在其它引脚上的电压：0～+14V

●相对于VSS在MCLR引脚上的电压：-0.6V～VDD～+0.6V

●整个芯片的功耗：800mW

●VSS引脚最大输出电流：150mA

●VDD引脚最大电流：50mA

●双向端口的最大漏电流：25mA

●双向端口的最大灌电流：20mA

四、工作模式介绍

4.1五种计数模式（输入模式）

●加计数（+）：计数值从零开始向上累加，一直到设定值停止。如在CP1加入计数信号时，此时有相应计数信号从CP2加入，则计数显示值呈暂停状态。

●减计数（-）：计数信号从CP1端口加入时，计数数值从设定值开始递减，一直到显示为0时停止。如在CP1加入计数信号时，此时有相应计数信号从CP2加入，则计数显示值从递减状态呈暂停态。

●可逆A模式：输入计数信号CP1呈加计数状态（无CP2信号输入时），当CP2输入有效时呈减计数状态。

●可逆B模式：输入计数信号CP1呈加计数状态（无CP2信号输入时）；输入CP2时呈减计数（无CP1信号输入时）。

●可逆C模式：输入计数信号CP1、CP2均加入，如CP1信号超前CP2信号时呈加计数状态；如CP2信号超前CP1信号时呈减计数状态。

   五种计数模式时序图（图2）

4.2三种输出模式

●N制式：当计数值到达设定预定值时，停止计数显示且输出脉冲信号（OUT端）；如外部复位信号重新加入，则工作状态又重复进行。

●F制式：当计数值到达设定预定值时，输出脉冲信号（OUT端），而此时计数显示继续。如此时外部复位信号重新加入，则工作状态又重复进行。

●R制式：当计数值到达设定预定值时，输出短脉冲信号（OUT端）并延时复位，待复位完成后重新计数。

   三种输出模式时序图（图3）

4.3工作模式、倍率、高低速选择

   当RESET为低电平时，P1作为编程输入端口，D1～D6经二极管及开关K与P1相连，组成相应二进制。开关K接通时为O，断开时为1。

         表1

表3

 以上表1、表2、表3分别显示输出模式、高低速选择倍率和模式及显示方式状态。其中R输出模式可用相应硬件线路来完成。

五、典型应用电路及工作原理（图4）