8254工作方式2——分頻工作方式，既可以用軟件啟動(GATE=1時寫入計數初值后啟動)，也可以用硬件啟動(GATE=0時寫入計數初值后并不立即開始計數，等GATE由低變高時啟動計數)。方式2一旦啟動，計數器就可以自動重復地工作。

　　方式2工作波形圖如圖4所示，寫入控制字后，OUT信號變為高電平，若計數初值N=3，啟動計數后，以CLK信號的頻率進行減1計數。當減到1時，OUT輸出寬度為一個CLK時鐘周期的負脈沖，OUT恢復成高電平后，計數器又重新開始計數。可以看出，OUT輸出信號的頻率為CLK信號頻率的1/N，即N次分頻，故稱這種工作方式為分頻工作方式。

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　　方式2需要GATE信號保持高電平。當GATE變為低電平時，停止計數。GATE由低變高后，計數初值又重新裝入減1計數器中開始計數。

　　方式2在計數過程中若寫入新的計數初值，并不影響當前的計數過程。在本次計數結束后，才以新的計數初值開始新的分頻工作方式。

　　2.2 D/A轉換原理

　　采用1片74LS138譯碼器、2片可編程定時器/計數器芯片8254、1片8位數據緩存器74LS245組成D/A變換電路。

　　74LS138譯碼器略。其中1片8254(U2的計數器2)的計數器工作在方式2，對時鐘信號進行分頻，輸出信號OUT為一寬度為一個時鐘周期的負脈沖，作為另外5個計數器的門控啟動信號，啟動8254開始進行D/A變換。其余5個計數器工作在方式1，在門控信號GATE上跳后的下一時鐘的下降沿處開始計數，輸出OUT將變低，直到計數器的值減少到零時輸出將變高。給定的計數值越小，輸出OUT“高”保持越長，平均電壓越大;給定的計數值越大，輸出OUT“高”保持越短，平均電壓越小，如輸出OUT的“高”和“低”相同，則輸出平均電壓為2.5 V，如輸出OUT全為“高”，則輸出平均電壓為5 V，如輸出OUT全為“低”，則輸出平均電壓為0 V，這樣利用調制脈寬的方法就實現了D/A變換。

　　8254輸出的5路電壓信號經8位數據緩存器74LS245輸出。其中OUT0，OUT1，OUT2作為三路控制信號送給3個電液伺服閥，由電液伺服閥驅動各液壓缸運動，進而驅動運動平臺仿真飛機飛行時的升降、傾斜、俯仰等位姿。OUT3和OUT4這2路電壓信號作為備份，維修時使用。

　　3 軟件實現

　　8254的內部功能通過系統軟件編程來確定，系統通過接口傳送所要求的工作方式和數值來初始化計數器，每個計數器都是獨立地通過一個命令數據來編程，D/A轉換程序流程圖如圖5所示。

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　　程序的設計思想是首先為8254進行端口地址分配，以便CPU對硬件進行訪問并對8254賦初值。開始計數時每隔一段時間(ms)對計數器進行1次讀數，并將當前所得計數值與上一計數時間所得計數值相減，將得到的計數差值進行累加，最終所得值即為8254讀入的脈沖方波個數。將此脈沖方波輸出，就實現了D/A轉換，得到系統所需要的模擬電壓值。

　　8254控制字由D7～D0組成，D7D6選擇計數器0，1，2或鎖存計數器;D5D4選擇操作類型，如先讀/寫低8位，后讀/寫高8位等;D3D4D1選擇計數工作方式，有6種工作方式，如方式1為001、方式2為010等;D0位選擇計數器的數制，該系統采用二進制，D0=0，而計數初值取256，即十六進制的FF。

　　4 結語

　　基于Intel 8254的運動平臺數/模轉換電路簡單實用，實時性好，已經應用于我單位研制的某型飛機飛行模擬器的三自由度運動平臺控制系統、儀表控制系統、操縱負荷仿真系統等的數/模轉換電路中。該電路還可推廣應用于工業控制系統中的數模轉換電路中。