1、“.....而是采用单根线。用来保存锁存器状态信息,时,锁存器在作用下打开关闭。时,锁存器强制置零,无效。时,锁存器强制置,无效。它也在控制器中,这样可以通过对其改变数值达到控制锁存器锁存复位和显示过量程的功能。计数器计数器设计图见附图右上部分,由四个十进制计数器级联。四个输入端口时钟脉冲使能端清零端档位状态端。五个输出端口四个四位十进制码输出过量程溢出。功能表见下表格十进制计数器功能表每个十进制计数器用语言编程实现。源程序如下位加计数等于第三位进位位加计数等于第四位进位,计数保持输入输出分频器分频器是本系统最重要的功能部件之,由它产生闸门电平和控制器计数器的控制脉冲。它有四个输入标准时钟脉冲输入溢出处理触发复位触发和档位状态。三个输出计数闸门电平控制器工作脉冲计数器控制器清零脉冲。其组成图见附图右上部分。分频器采用计数分频的办法,即使用内部寄存器......”。
2、“.....当计到定值时就改变的状态,从而达到分频的目的。由于输入标准时钟脉冲为,要得到的计数值相当小,约为,误差很大,故在实际设计中把第四档闸门电平时间调整为,这样第三四档公用个闸门电平,同时在计数和锁存时要做相应的移位,因为测量第四档频率时有位有效数字。要得到三个,分别要计数到和。从组成图中也可以看出分频器由这三种计数器并联组成,通过个选选择器个和个,由选择使用的和。输出送计数器作为计数器使能闸门电平。送控制器作为控制器工作脉冲。送计数器作为每次计数开始前的清零信号,送控制器作为控制器内部触发信号。这三个信号的时序图如下由图可以看出由高变低,即计数结束时,信号才产生,这时控制器开始工作,判断计数是否有效,然后发出系列指令直到信号到来,计数器清零,准备进入下次计数。采用这样的像时钟样的信号的原因,方面,处理计数数据只用了很短的时间,两次测量之间时间很短......”。
3、“.....解决了异步时序逻辑的竞争,使系统工作在异步时序状态下,既保持了很高的响应速度,又有很高的稳定性。为了解决在第档向第二档转换时等待时间过长的问题,分频器由端口接收个计数器的溢出脉冲,当计数器溢出时,在脉冲上升沿将内部计数器置为结束高电平的最后个计数器值。这样,由于控制器此时溢出已被置位,马上就能进入次换档处理,保证了换档的快速。另外,信号上升沿到来时,计数器被置为零,这样就可以马上重新开始计数,实现了复位的效果。分频器单元的源程序如下其他两个单元仅计数值不相同,其他均样,故不列在此,见附录锁存器锁存器有八个输入时钟脉冲,置位端,复位端,个十进制输入,档位状态。五个输出个十进制输出。组成图见附图左上部分。由桥接器和个个锁存器组成。桥接器主要是为了数据对齐。因为两档使用同个分频器,故测量第四档时有位有效数字,通过桥接器转换后就能保证数据有效数字最高位与锁存器第五位对齐......”。
4、“.....输入输出对应表如下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......”。
5、“.....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......”。
6、“.....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造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......”。
7、“.....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......”。
8、“.....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......”。
9、“.....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。具体源程序如下另外......”。
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