[发明专利]一种与16位微处理器应用系统连接的计数器IP核及其实现计数器计数控制的方法

摘要

一种与16位微处理器应用系统连接的计数器IP核，包括数据输入输出与命令字分解存储控制模块，脉冲200分频器，计数处理控制模块，计数器溢出标志控制模块和输入门控选择控制模块；本发明应用FPGA设计计数器IP核硬连接控制电路，计数器IP核有15个16位计数器，其中14个能够组成7个32位计数器，一个命令字设置一个计数器的工作模式，计数滤波基准时钟分频倍数，工作状态控制；本发明除16位微处理器对计数器进行功能和状态设置、计数参数传输、读计数当前值操作之外，不占用16位微处理器程序执行时间；每个16位/32位计数器具有自动重新装载计数参数功能；能够满足数量众多计数器计数与计数控制系统的需求。

主权项

一种与16位微处理器应用系统连接的计数器IP核，其特征在于：该计数器IP核包括数据输入输出与命令字分解存储控制模块（Ⅱ），脉冲200分频器（Ⅲ），计数处理控制模块（Ⅳ），计数器溢出标志控制模块（Ⅴ），输入门控选择控制模块（Ⅵ）；所述数据输入输出与命令字分解存储控制模块（Ⅱ）与16位微处理器应用系统（Ⅰ）、计数处理控制模块（Ⅳ）、计数器溢出标志控制模块（Ⅴ）和输入门控选择控制模块（Ⅵ）连接；所述脉冲200分频器（Ⅲ）还与16位微处理器应用系统（Ⅰ）和计数处理控制模块（Ⅳ）连接；所述计数处理控制模块（Ⅳ）还与16位微处理器应用系统（Ⅰ）、计数器溢出标志控制模块（Ⅴ）和输入门控选择控制模块（Ⅵ）连接；所述数据输入输出与命令字分解存储控制模块（Ⅱ）在输入的片选信号为低电平的条件下，如果写信号有效，按照16位微处理器应用系统（Ⅰ）给定的计数器或计数器命令字的地址，获得计数器运行的工作模式分频倍数编码命令字，状态控制命令字，16位计数器或32位计数器的计数参数，并按照计数参数、计数器编号、工作模式分频倍数编码和状态控制分别予以存储和输出，还输出写工作模式分频倍数编码信号、写状态控制信号和写计数器参数信号；如果读信号有效向16位微处理器应用系统（Ⅰ）传输计数器实时计数值；所述脉冲200分频器（Ⅲ）对16位微处理器应用系统（Ⅰ）的时钟脉冲进行分频，其输出作为计数处理控制模块（Ⅳ）的计数器计数控制操作的滤波基准时钟脉冲；所述计数处理控制模块（Ⅳ）在写工作模式分频倍数编码信号的作用下，按照计数器编号存储该计数器的工作模式，滤波基准时钟分频倍数的编码值；在写状态控制信号的作用下，按照计数器编号存储该计数器的状态控制信号；在写计数器参数信号的作用下，按照计数器编号存储该计数器的计数参数；所述计数处理控制模块（Ⅳ）在计数器IP核外部输入的计数处理控制运行时钟脉冲CLKⅡ的作用下，控制计数处理控制模块（Ⅳ）的运行，按照脉冲200分频器（Ⅲ）输出的一个滤波基准时钟脉冲周期完成所有已启动计数器的一次处理，包括每个计数器的状态控制处理，工作模式的判断处理，当滤波基准时钟的个数达到一个16位/32位计数器所设置的滤波基准时钟倍数值时，从计数器IP核外部读入该计数器的计数输入信号，进行一次滤波处理，如果判断是一次有效地计数脉冲，则对该计数器的实时计数参数值进行加1操作，产生溢出时，对实时计数参数值自动重装载计数参数，并输出溢出标志信号；在数据输入输出与命令字分解存储控制模块（Ⅱ）输入的片选信号为低电平的条件下，如果读信号有效，按照16位微处理器应用系统（Ⅰ）给定的计数器的地址，直接读出该计数器的实时计数参数值经数据输入输出与命令字分解存储控制模块（Ⅱ）传输到16位微处理器应用系统（Ⅰ）的数据总线，一次能够读出16位计数器的实时计数参数，32位计数器的实时计数参数需要分时两次予以读出；在16位微处理器应用系统（Ⅰ）输出的复位信号作用下，停止所有计数器的计数操作；所述计数器溢出标志控制模块（Ⅴ）输出16位/32位计数器的高电平为有效的溢出信号；计数处理控制模块（Ⅳ）输出的16位计数器的溢出信号由低电平变换为高电平时，存储该计数器溢出标志为高电平；如果该计数器溢出标志为高电平，清溢出标志由高电平转换为低电平，存储该计数器溢出标志为低电平；在写工作模式分频倍数编码信号的作用下，计数器溢出标志控制模块（Ⅴ）按照寄存器编号存储32位计数器工作模式的信息，封锁该32位计数器低16位的溢出信息保持为低电平；所述输入门控选择控制模块（Ⅵ）在写工作模式分频倍数编码信号作用下，按照计数器编号存储该计数器的工作模式，根据该计数器工作模式所确定的门控功能要求和输入的门控电平，控制输入门控选择控制模块（Ⅵ）输出的门控信号。