【终稿】筒形件落料拉伸翻边整形成型模具设计【论文图纸】

三系统设计.系统软件设计数据处理过程在频率计开始工作，或者完成次频率测量，系统软件都进行测量初始化。

测量初始化模块设置堆栈指针工作寄存器中断控制和定时计数器的工作方式。

定时计数器的工作首先被设置为计数器方式，即用来测量信号频率。

在对定时计数器的计数寄存器清后，置运行控制位为，启动对待测信号的计数。

计数闸门由软件延时程序实现，从计数闸门的最小值开始，也就是从测量频率的高量程开始。

计数闸门结束时清，停止计数。

计数寄存器中的值通过进制数到进制数转换程序转换为进制数。

对进制数的最高位进行判别，若该位不为，满足测量数据有效位数的要求，测量值和量程信息起送到显示模块若该位为，将计数闸门的宽度扩大倍，重新对待测信号的计数，直到满足测量数据有效位数的要求。

当上述测量判断过程直到计数闸门宽度达到，这时对应的频率测量范围为，如果测量结果仍不具有位有效数字，频率计则使用定时方法测量待测信号的周期。

定时计数器的工作这时被设置为定时器方式，在对定时计数器的计数寄存器清后，判断待测信号的上跳沿是否到来。

待测信号的上跳沿到来后，置运行控制位为，以单片机工作周期为单位，启动对待测信号的周期测量。

然后判断待测信号的下跳沿是否到来，待测信号的下跳沿到来后，运行控制位清，停止计数。

位定时计数器的最高计数值为，这样在待测信号的频率较低时，定时计数器将发生溢出。

当产生定时计数器将溢出，程序进入定时器中断服务程序，中断服务程序对溢出次数进行计数。

待测信号的周期由个字节组成定时计数器溢出次数定时计数器的高位和低位。

信号的频率与信号的周期之间的关系为完成信号的周期测量后，需要做次倒数运算才能获得信号的频率。

为提高运算精度，这里采用浮点数算术运算。

浮点数用个字节组成，第字节最高位为数符，其余位为阶码第二字节为尾数的高字节第三字节为尾数的低字节。

待测信号周期的个字节定点数首先通过截取高位设置数符和计算阶码转换为上述格式的浮点数。

然后浮点数算术运算对其进行处理，获得用浮点数格式表达的信号频率值。

浮点数到码转换模块把用浮点数格式表达的信号频率值变换成本频率计的显示格式，送到显示模块显示待测信号的频率值。

无论从哪种方式进入显示模块，完成显示后，频率计都开始下次信号的频率测量。

系统软件框图系统软件设计采用模块化设计方法。

整个系统由初始化模块显示模块和信号频率测量模块等各种功能模块组成见图。

上电后，进入系统初始化模块，系统件开始运行。

在执行过程中，根据运行流程分别调用各个功能模块完成频率测量量程自动切换周期测量和测量结果显示。

图系统软件流程图浮点数学运算程序系列单片机属于微控制器，由于其字长和指令功能的限制，它适用于控制领域，在信号处理方面不很擅长。

在本频率计中需要完成周期到频率的换算，为保证测量结果的准确，这里应用了浮点数数学运算。

从周期到频率的换算过程包括字节定点数到浮点数的转换浮点数数学运算和浮点数到码的转换。

由于通过多次的转换，整个换算过程精度还不是很高，通过实测，精度大约为千分之二左右。

实测结果和误差分析为了衡量这次设计的频率计的工作情况和测量精度，我们对系统进行了试验。

以南京电讯仪器厂制时间。

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是每当用作外部数据存储器时，将跳过个脉冲。

如想禁止的输出可在地址上置。

此时，只有在执行，指令是才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态禁止，置位无效。

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的信号将不出现。

当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式时，将内部锁定为当端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在编程期间，此引脚也用于施加编程电源。

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

来自反向振荡器的输出。

振荡器特性和分别为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可以配置为片内振荡器。

石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。

如采用外部时钟源驱动器件，应不接。

有余输入至内部时钟信号要通过个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

芯片擦除整个阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持管脚处于低电平来完成。

在芯片擦操作中，代码阵列全被写且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。

此外，设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可表格桥接器功能表表格功能表输入输出锁存器单元和均为锁存器，其唯不同在于置位时，锁存器内容置为，另个置。

下面将的功能表见左和源程序列出，同样将另锁存器源程序收于附录。

控制器控制器是整个系统最复杂也是最关键的部件，附图左上部分是控制器组成。

它由个控制器核心模块和寄存器组成。

由端接受计数器溢出脉冲在其上升沿置，当控制器核心开始换档工作时，通过清除。

其功能表见右。

模块是控制器的核心，有六个输入端口时序脉冲清零脉冲复位脉冲溢出检测输入计数器输出第位和。

输出端口四个锁存器工作脉冲清零脉冲锁存器状态和当前档位状态。

另外还有寄存器，用在转换档位时临时保存档位。

寄存器，用来标志当前工作脉冲序号。

寄存器，用来标志当前计数置溢出或不够。

寄存器，用来标志复位周期。

下面根据时序图简要介绍下工作过程。

由上述介绍我们知道有三种情况能到达状态计数结束计数中溢出和复位。

这个时候就需要检测。

信号在上升沿将置为，并进行复位操作，即状态寄存器分别置值。

在时刻第工作脉冲到来时，首先检测是不是复位周期，是则跳过，不作任何动作。

不是，则检测端口是否为，为则有溢出，要进行换档，标志置，并发出清零信号，没有溢出，则检测计数器最高两位，两位均为，则说明档位不够，要调低档位，输入输出标志置，如果不均为，则该计数值有效，置为当脉冲到来时，检测是否是复位周期，是则跳过，不是则继续。

如果，有溢出，向上换档，如果当前档位为，则保持，并且将锁存器置位显示，否则向上调挡如果，档位不够，当当前档位为时，保持，否则向下调挡。

，计数有效，发出锁存器时钟脉冲，将当前计数值打入锁存器。

当脉冲到来时，清除中间状态寄存器。

当脉冲到来时，在其下降沿将的内容打入，在下次高电平到来之前实现档位转换。

具体源程序如下复位脉冲清零信号脉冲非复位周期有溢出没有溢出档位不够计数有效脉冲的型通用计数器为基准，用这次设计的频率计对信号源进行了测量，测量数据如表所示。

表频率测量对比表如图信号予处理电路所示，待测信号在进入单片机之前经过了次分频。

频率计以进入单片机时的信号频率等于为基准，既待测信号频率等于为基准，大于此频率采用频率测量，小于此频率采用周期测量。

由表频率测量对比表可以看出，频率测量的测量精度大于周期测量的测量精度。

采用计数法实现频率测量，误差来源主要有计数误差和闸门误差两部分。

误差表达式为这里为计数值，为闸门时间。

闸门时间相对误差主要取决于晶振的频率稳定度，选择合适的石英晶体和振荡电路，误差般可小于。

当仅显示位有效数字时，该项误差可以忽略。

对于部分，无论闸门时间长短，计数法测频总存在个单位的量化误差。

在表中，待测信号频率大于时的误差就来源于计数误差。

增加显示的有效数字位数可降低该项误差的影响。

当待测信号频率小于时，直接测量的是信号的周期。

周期测量的误差表达式为这里为量化误差，为晶振的频率稳定度。

在进行周期测量时进入单片机的信号频率小于，使用时钟这时的最小计数值为。

当仅显示位有效数字时，该项误差现在也可以忽略。

待测信号的周期测量值通过浮点数数学运算变换成频率值，这时的误差来源于浮点数数学运算和数制之间的转换所带来的误差。

四参考文献周航慈著.单片机应用程序设计技术.北京北京航空航天大学出版社，.李华等编著.系列单片机实用接口技术.北京北京航空航天大学出版社，.侯伯亨李伯成.原理及接口技术西安电子科技大学出版社夏路易等.电路原理图与电路板设计北京希望电子出版社马忠梅.语言应用程序设计北京航空航天大学出版社张志良.原理与控制技术机械工业出版社附件程序清单个机器周期采样值为，下个机器周期采样为，则计数器加.外部事件的最高计数频率为晶振的，故最高计数为.目前状态下只是显示到的频率，计数，定时定时开定时器启动计时器开总中断开定时器中断等待中断非复位周期溢出已经在最高档锁存器置位向上调档档位不够当前在最低档档位保持向下调档计数有效，锁存脉冲下降沿打入另外，由决定小数点位置的电路也应该在控制器中，系统图上将其单独画了出来，具体实现见附图右下角。

五误差分析及改进经过下载测试，实际的测量误差在档时，误差在数量级，在档时，误差相对大些，般，这是由于计数分频时计数值为近似值造成的系统误差。

另外，在高档位向低档位转换时，会产生第次测量不准的现象，尤其是在第档上特别明显。

经过分析，我发现这是我的这种分频器结构所特有的。

因为三个分频器是并行独立计数分频，因此无法保证换档时各个分频器状态同步，解决方案是改进分频器，采用统结构。

具体程序见附录。

实验中采用的式的指令周期结构是不错的，保证了系统的稳定性和快速响应，但是由于刚刚接触，设计的时候逻辑时序设计不够简洁，很多地方还有待改进。

六实验总结这次实验是相当成功的次实验，我不仅在实验中学会了这种硬件描述语言以及基本的设计思想和方法。

更重要的是在通过设工四大产业集群基本形成。

目前，煤炭产能突破万吨年发电万千瓦年铝产能突破万吨年腐殖酸产能突破万吨年。

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