【CE80页】基于DSP的电梯能效测量软件开发设计论文.doc文档整理版

格式定义定点微处理器不能直接处理小数，以表达精度为的频率变量为例，处理小数的方法有三种把变量定义为类型。

语言中自动调用运行时函数来处理浮点数运算，在高级语言的层次上，语言抹平了定点处理器和浮点处理器的差别，用户的编程工作量最少，编译出来的代码也最庞大。

类型精度最高，运算速度也最慢，个简单的浮点加法也需要好多汇编指令来实现。

在嵌入式应用的很多场合中，类型几乎是想都不敢去想的。

变量仍定义为整型变量类型或型，采用放大若干倍数来表示小数。

比如要表达精度为的频率变量，就将变量放大倍，但这是种比较僵硬的做法。

例如，当频率精度更新定义为时，整个程序要全部重新编写，以防止溢出。

变量仍定义为整型变量类型或型，采用定标法来确定小数。

常用格式来表示数的定标。

如图所示，当假定小数点图中以实心圆点表示位于第位的右侧时，为表示小数点后有个有效位数当把小数点定位于第位的右侧时，为表示小数点后有个有效位数。

图格式示意图值的取值范围取决于处理器的字长，的值范围为。

位有符号数的最高位是符号位，理论上来说，其定标范围是格式，但在实际应用中，多数情况下只用到了格式。

表给出了位有符号数不二〇〇年五月二十三日星期日同的值与对应的十进制数据范围之间的关系。

从表可以看出，不同的所表示的数不仅范围不同，而且精度也不相同。

值越大，能表示的数据范围越小，但数据的精度越高相反，值越小，表示的数据范围越大，但数据的精度越低。

可见，对于定点数而言，数值范围与精度是对矛盾，要表示比较大的数值范围，必须以牺牲精度为代价而想提高精度，则数的表示范围就相应地减小。

因此，在实际编程时，为了达到最佳的性能，必须充分考虑数据范围与精度之间的矛盾。

表格式的表示范围和精度值表示范围分辨率精度最小值最大值格式定点运算浮点数和定点数之间的转换公式如下浮点数转换为定点数时定点数转换为浮点数时其中，表示取整，表示将结果转换成浮点数。

在个控制程序中，可能含有许多个变量，且各个变量的量纲可能不同，数值范围可能也不尽相同，各个变量的值表示也不应该相同，即在个程序中含有多种值表示的变量。

在这种情况之下，将浮点数据定标处理以后，得到系列具有不同值表示的变量，这些变量在运算时应满足以下运算规则。

定点加减法二〇〇年五月二十三日星期日必须是具有相同格式的数据，才能相加减。

定点乘法不同格式的数据相乘，相当于值相加。

定点除法不同格式的数据相除，相当于值相减。

注意，处理器本书没有硬件除法器，除法是由减法和移位来完成的，比较费时。

定点左移左移相当于值增加。

定点右移右移相当于值减少。

电梯能效检测仪软件架构设计软件的开发基于美国公司的集成开发环境，采用面向对象的方法，整个软件分为四层，即硬件外设接口层算法功能模块层用户接口层应用层，具体软件层次结构图如图所示硬件接口层功能模块层用户接口层应用层电能测量功能模块基本浮点运算模块操作面板接口通信处理等信号输入输出能效计算通信处理运行状态识别„„„„„电梯测量功能模块第层第层第层第层图软件系统层次结构图硬件外设驱动层由于的外设编程十分复杂，同时，保持软件对硬件平台的兼容性在软件的整个生命周期至关重要，所以硬件外设管理层的设计首要任务是实现分割软件模块的硬件相关性，使上层软件模块于硬件，即先抽象出与硬件相关的特性。

其次，与硬件驱动相关的模块被定义为个个对象，如是模数转换对象。

定义外设对象结构体通过面向对象编程技术，把的每种外设用相应的软件结构体定义，同类对象仅定义种结构体，然后通过对象实例指向具体的外设。

例如中有多个定时器，定义定时器结构体描述定时器的控制寄存器，该结构体如下所示定时器计数寄存器周期寄存器定时器控制寄存器保留定时器预设值寄存器低位定时器预设值寄存器高位为各个外设定义个与其相关的结构体变量，对于相同用途的外设要定义不同的结构变量。

如下面为系统个定时器各定义了个结构体变量。

通过联合结构体实现控制寄存器位域访问功能将结构体变量映射到外设硬件地址在文件中加入以下语句将变量关联到数据段。

二〇〇年五月二十三日星期日在文件中加入以下语句在存储器中分配内存段，并将映射到段，以上语句以定时器设定为例。

经过设定，用户可以通过访问结构变量直接访问定时器，对于其它外设也采用类似的方法设定。

上面定义后只能对寄存器进行整体访问，而实际使用中，往往需要对寄存器的位单独访问，所以必须加入位域访问功能。

软件中使用结构体对寄存器的位域进行定义，如下是定时器控制寄存器的位域定义。

位保留位控制定时器开始关闭位控制定时器计数值重置位保留位控制模式位空闲位保留位控制输出使能位为中断信号位将上面定义的位域结构体和寄存器整体访问变量封装成联合，就可以根据用户的不同使用需要对寄存器进行整体访问或位访问，下面依然是定时器控制寄存器的例子。

整体访问变量位访问结构体对与外设相关的每个寄存器都用联合体定义，并用结构体封装全部的联合体定时器计数寄存器周期寄存器定时器控制寄存器保留定时器预设值寄存器低位定时器预设值寄存器高位这样定义硬件接口后，用户就可以根据需要对每个外设的寄存器进行整体访问或者位访问，如访问定时器控制寄存器的位可用以下两种方法位访问整体访问统的外设与上层软件数据交换方法每个外设都定义为个标准对象，上层软件通过访问这些对象的数据成员获取外设信息或操控外设，而实时中断任务通过调用外设对象的方法函数实现对外设的更新操作或外设事件响应处理。

例如模数转换模块，如图所示二〇〇年五月二十三日星期日，华南理工大学硕士学位论文基于的电梯能效测量软件开发二〇〇年五月二十三日星期日摘要电梯是与人类日常生活紧密相关的交通工具，并且随着电梯数量的急剧增加，巨大的电梯能耗已经引起社会和政府职能部门的密切关注。

建立合理的电梯能评价方式，可以为企业了解电梯能效提供方法，为客户选择节能电梯提供依据，为政府进行电梯能效的审查和监管提供技术支撑，对于促进节能电梯的开发和推广具有重要的指导意义。

本文所述的由我们自主研发的基于差额质量速度积分法的电梯能效测量仪，是种检测电