Neke karakteristike integrisanog kola 8254 zahtevaju pojašnjenje sa ciljem da se spreče nesporazumi i  pogrešni koraci prilikom upotrebe. Ovaj tekst će vam takođe pokazati korisna rešenja i za neke manjkavosti integrisanog kola 8254. Isto tako, biće opisane i alternativne tehnike za merenje učestanosti, kao i konkretne električne šeme spoljnih dodataka kojima se omogućava praćenje brzine, vremenska merenja i generisanje programabilnih impulsa.

Kaunter/Tajmer moduli imaju četiri nezavisna brojačka kanala “generetora taktova” dok Kaunter/Tajmer sekcije na pojedinim modulima imaju jedan ili dva kanala. Svaki brojač ima tri ulazno/izlazna priključka: takt ulaz (CLK), ulaz za upravljanje (GATE) i izlaz (OUT). Moguće je izabrati jedan od šest različitih načina rada, pri čemu svaki ima jedinstvene karakteristike. Njihov potpuni opis može se naći u upustvu za upotrebu odgovoarajućeg modula kojeg koristite. 

Za sada, pomenimo samo da je početni izlazni logički nivo, kao i način odziva promena na CLK i GATE ulazima, strogo zavistan od izabranog načina rada. Proizvoljne predpostavke o ovim veličinama su obično pogrešne, pa zbog toga preporučujemo da pročitate korisničko uputstvo. Takođe, postoji čitav niz registera na brojačkom modulu ili sekciji koji omogućavaju postavljanje i pripremu kontrolnih parametara ili čitanje statusa brojača. Funkcija svakog registra je takođe opisana u korisničkom uputstvu. Tzv. “generator taktova”, ili “generator povorki impulsa”, (engl. rate generator) sadrži jedan stabilni kristalni oscilator frekvencije 8 MHz, koji pobuđuje dva nezavisna brojača modula N (odnosno delitelja brojanja sa N), koji su vezani serijski, a koji nisu uključeni u predhodno razmatranje. Rezultantni izlaz je softversko- programabilni impulsni generator. 

Biranjem modula brojanja, ova dva brojača (N), može se dobiti širok opseg impulsnih učestanosti kao i koeficijenata ispune (engl. Duty Cycle). Svi brojači su 16-bitni, što omogućava predstavljanje brojeva u opsegu od 0÷65.535 (2¹⁶). U smislu upotrebe Kaunter/Tajmera, jedan impuls je definisan kao digitalni signal koji menja stanje u sledećem nizu: nisko (0) - visoko (1) - nisko (0).

Svaki od brojača u brojačkom modulu ili sekciji može da se prekonfiguriše tako da akumulira ulazne impulse (ulaz na CLK priključku). Generator taktova se može upotrebiti za dobijanje precizne vremenske baze (ulaz na GATE priključku). Količina izbrojanih ulaznih impulsa će biti direktno proporcionalna vremenu za koje je GATE ulaz bio na višem logičkom nivou. Brojački gejtovi se programiraju kratkospojnicima, tako da odgovaraju na signalne promene, i na softverske komande. U signalnom načinu rada svaki nezavisni brojač može da se inhibira držanjem kontrolnog (GATE) ulaza na niskom logičkom nivou (TTL 0). Ulazi nemaju internih otpornika za obezbeđenje visokog logičkog nivoa (tzv. Pull-Up), pa je neophodno pobuđivati upravljačke ulaze potrebnim logičkim nivoom. U nedostatku bilo kakvog signala na ulazu, način rada se ne može predvideti. Ne zaboravite, u slučaju generatora taktova, oba brojača koji zajedno rade moraju biti uključena.    

Vrlo često u praksi se javlja potreba za postavljanjem brojača u poznato stanje, tako da sadrži poznati broj (u našem primeru, NUM), ili da brojimo impulse u odnosu na poznato NUM stanje, ili da generišemo konkretan hardverski izlaz po postizanju NUM stanja. Vrednost brojača koja se sadrži u izlaznom registru, smanjuje se (redukuje) sa svakim takt impulsom. U praksi, definisana vrednost NUM se ne ubacuje u brojač sve dok ne stigne prvi impuls. Rezultat je stanje izlaznog registra za jedan manje od broja prispelih impulsa: normalno, nije problem da se ova činjenica uzme u obzir, jednostavnim dodavanjem broja 1 rezultatu očitavanja. Ali, šta se događa ako se primi manje od dva impulsa? Pod tim uslovima, stanje registra se ne može predvideti. Na sreću, postoje rešenja za ovaj problem; ako koristite softverske drajvere ED-Link metod je sledeći:

ako je STATUS=0, stiglo je 0 impulsa
ako je STATUS=1, treba pročitati brojač (COUNT)

Broj ulaznih impulsa = 65.536 - COUNT

Ponekad se ukaže potreba za brojanjem događaja kojih je više od maksimalnog modula brojanja (65.535). Izgleda logično da bi bilo dovoljno kaskadno vezati dva brojača, i dobiti 32-bitni brojač, ali to nije tako jednostavno kao što bi se očekivalo. Kada brojači rade sa modulom-N, izlaz brojača je početno u visokom nivou (1) i spušta se u niski nivo (0) prilikom dekrementa na jedinicu. Sledeći ulazni impuls vraća izlaz u stanje visokog logičkog nivoa (1). Međutim, ovo nije baš korektan talasni oblik koji sigurno treba da pobudi sledeći (sekundarni) brojač. Kompanija INTEL definiše ulazni impuls kao promenu stanja od Nisko (0) - Visoko (1) - Nisko (0). Rezultat je da će 65 K impulsa biti propušteno pre nego što se zadovolji ovaj uslov. Zbog toga postoji spoljni način (vidi Metodu 2, dalje u tekstu) za korigovanje ovih hardverskih nivoa. Takođe, postoji i programsko (softversko) rešenje. Ova tehnika koristi činjenicu da kada brojač prilikom dekrementiranja dođe do nule, isti prelazi u stanje pune skale (65.535) i odmah nastavlja brojanje (Metoda 3).

Ovo znači da je Total = (65.535 - COUNT) + (65.535) × (broj prolaza kroz nulu).

Kaunter/Tajmer je veoma pogodan za merenje učestanosti. U zavisnosti od konkretne upotrebe, moguće je postaviti nekoliko razlićitih konfiguracija, a one najpopularnije su podržane softverskim drajverima ED-Link. Naćin rada je sugerisan na sledećoj slici.

Ovo kolo broji ulazne impulse za vreme poznatog vremenskog intervala (GATE vreme), kao što je definisano generatorom takta. Vremena “otvaranja kaunterskih gejtova” (tzv. GATE vreme) se kreću u opsegu od 1 ms do jedne sekunde. Jasno je da, što je duži merni interval, to će biti veći i akumulirani broj (pri zadatoj ulaznoj učestanosti). Rezolucija merenja kao i tačnost će biti proporcionalno uvećani. Maksimalna rezolucija je ograničena činjenicom da se ne može akumulirati više od 65 K impulsa u bilo kojem zadatom mernom intervalu. Praktični (korisni) opseg učestanosti za kolo 8254 se kreće od oko 100 Hz do preko 8 Mhz.

Nešto drugačiji alternativni pristup za merenje niskih učestanosti je prikazan na slici Slici 3.

Ovo kolo se razlikuje od predhodnog po tome što broji takt impulse visoke frekvencije za vreme trajanja nepoznatog ulaznog signala, što rezultuje u povećanoj rezoluciji pri niskim učestanostima. U jednostavnom primeru koji je prikazan na slici, vrednost brojanja je funkcija koeficijenata ispune ulaznog signala, obzirom da do brojanja dolazi samo kada je nivo ulaznog signala visok (1). Prema tome, tačna vrednost koeficijenta ispune mora biti poznata, da bi se mogla tačno izračunati ulazna učestanost, pa ako je ta informacija poznata, moguća su praktična merenja od malih delova Hz do preko jednog kHz. U praksi, donja granica učestanosti zavisi samo od vremena dopuštenog da se obavi merenje (na pr. da bi se izmerila učestanost od 0,01 Hz, potrebno je 100 sekundi). Oba načina merenja koja su ovde pomenuta, imaju maksimalnu rezoluciju od jednog dela u 65 K. Ne zaboravite da ova rezolucija ne važi za sve frekvencije u mernom opsegu. Programeri imaju priliku da iskoriste sve tehnike koje koriste pomenuti softverski drajveri, ali to nije direktno podržano sa READ.FRQ komandom.

Kao što je napred navedeno, kolo sa Slike 3. zahteva poznati koeficijent ispune ulaznog signala. Vrlo često mi nemamo tu informaciju; na pr. kod merenja brzina (rotacionih masa, traka konvejera, linearnih kretanja i sl.), koeficijent ispune se menja u vremenu. Stoga je jedno od rešenja da se koristi kolo sa slike Slika 4.

Ovo kolo koristi Flip-Flop da pretvori ulazni signal u pozitivni impuls čija je širina (trajanje) jednaka periodi ponavljanja ulaznog signala. Prema tome, sada je merenje nezavisno od vrednosti koeficijenta ispune. Jedan spoljni logički ulaz se koristi za upravljanje rada generatora kontrolnih signala. Za ovu svrhu se može koristiti i jedan od internih digitalnih izlaznih kanala sa Kaunter/Tajmer modula, ili sa digitalne sekcije modula ako je ivaj ima. Izbor učestanosti generatora takta zahteva kompromis između dva oprečna faktora. Što je veća učestanost, to je veća i rezolucija konačnog merenja. Sa druge strane, setimo se da je brojač ograničen na maksimalni iznos od 65.535. “Brzina” ili “broj ulaza u sekundi” je proporcionalan:

Učestanost (generator takta)
Količina izbrojanih impulsa

Generator taktova na ED modulima može da se programira tako da su izbor učestanosti i koeficijenti ispune nezavisni jedan od drugog, izborom modula delenja (N) kod oba upotrebljena brojača. Ako sa “N₁” i “N₂” označimo module delenja za svaki pojedinačni brojač, i ako je frekvencija kristalnog oscilatora 8 MHz, tada je izlazna učestanost generatora takta jednaka:

Predpostavimo da se izlazni talasni oblik sastoji od tzv. “niskog” i “visokog” logičkog stanja, označenih sa t₁ i t₂. Tada je:

t₁ = N₁ × 125 ns , (125 ns = perioda XTAL oscilatora 8 MHz)

t₂ = N₁ × 125 ns × (N₂ - 1)

Kombinovanjem modula delenja N₁ i N₂ može se postići širok raspon vrednosti frekvencija i koeficijenta ispune, pri čemu su oba parametra nezavisna.

Slika 5, prikazuje elektronsko kolo koje koristi dva brojača uz dodatak generatora taktova sa mogućnošću nezavisnog izbora koeficijenta ispune, bez uticaja na zasebno programiranu učestanost ponavljanja. Za to je potrebno definisati četiri modula delenja N:

Učestanost i koeficijent ispune se izračunavaju kao: