时序溯源的嵌入式数控系统软件可靠性研究

嵌入式数控软件的可靠性是一个重要问题，由于其包含电机驱动、插补中断等诸多模块，程序运行逻辑复杂，软件各模块的执行顺序具有随机性，软件系统可靠性评估困难。采用马氏链模型开展嵌入式数控软件的可靠性评估，提出时序溯源的方法，重溯程序运行时序图，构建运行剖面，量化转移概率；采用时间补偿的程序运行逻辑恢复方法，消除关键点数据的监测、输出对系统运行实时性影响，还原CPU在时间轴上的运行逻辑顺序。最后通过实例验证该方法的可行性。     

动态频率测量的滞后误差分析及改进方法

采用常规方法测量动态频率时会产生滞后误差,该误差与被测信号的频率变化率以及测量结果的更新间隔时间成正比。为了降低滞后误差,对3种常规的频率测量方法进行改进研究。改进测周法,提出了周期跟踪法,当测量信号周期的定时器计时值超过上一个信号周期时,将定时器计时值作为信号周期并实时更新测量结果,从而缩短测量结果的更新间隔时间以降低滞后误差;改进多周期同步法,提出了分步移动式多周期同步法,在信号边沿中断程序中记录信号周期,并根据最近的若干个信号周期记录来计算信号频率,将测量结果的更新周期由多个信号周期缩短为单个信号周期,滞后误差最多可降低约2/3;改进计数法,提出了分步移动式计数法,采用计数器对信号数进行连续计数,将用于统计信号数的计时时间的1/n设置为定时器中断周期,在定时器中断程序中读取并记录计数器数值,根据最新记录的n个计数器数值来计算信号频率,将测量结果的更新间隔时间缩短为计数法的1/n,滞后误差最多可降低约2/3。     

基于具有捕获功能的MCU实现高精度M/T法

为解决传统基于捕获功能实现的M/T法中存在的问题,改善了捕获机制,并在软件上采用二次重读的方法,确保高频时钟计数与反馈脉冲计数的严格对应。测量的绝对误差小于一个高频时钟周期,且与数据采集周期无关。理论推导和实验数据表明,该方法实现简单,测速范围宽,精度高。     

PIC1 6 C5 X系列单片机的软件中断技术

讨论ＰＩＣ１６Ｃ５Ｘ系列单片机的一种独特的中断方法。该方法充分利用了ＰＩＣ１６Ｃ５Ｘ系列单片机允许在软件控制下改变程序计数器（ＰＣ）值的特性,用标准Ｉ／Ｏ端口作为中断线,中断检测在软件控制下进行,最多可以达到８根中继线,６４种可能的输入条件。     

基于可编程定时器/计数器的数控精插补电路

给出了可编程定时器/计数器8254实现精插补电路的原理图,对可编程定时器/计数器8254实现精插补的工作原理进行了详细介绍,并给出了可编程定时器/计数器8254实现精插补电路原理图的软件流程图.该精插补电路可将粗插补得到的每根轴的任意脉冲数分配到插补周期中,实现电机运行速度和步数的控制.     

基于Geomagic和Catia软件的重卡保险杠拖钩门数模重建

以保险杠拖钩门为研究对象,介绍逆向工程的含义及其工作流程.首先对拖钩门利用三维激光扫描仪器进行测量,获取点云数据;其次在Geomagic软件中对点云数据进行处理、曲面重建并通过参数交换使数据在Catia软件共享,对数据进行三维实体建模,从而为拖钩门提供实体数据.应用实例表明,该方法充分利用两大软件优势,以参数交换器为桥梁,解决了逆向工程软件建模和CAD软件点云处理能力弱的问题.研究表明,充分结合两大软件的优势,能有效的提高产品设计的速度与质量,进而缩短产品的研发周期,增强企业竞争力.     

Multisim10软件应用于级联计数器电路的案例分析

Multisim10软件是专门用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件,文章通过具体的实例介绍了用Multisim10软件仿真设计实现Ⅳ进制计数器产生竞争冒险的原因,及解决的对策;并介绍了采用并行级联方法仿真分析实现60进制计数器的几种错误及解决的方法。     

共享单车低功耗智能终端设计及实现

城市中随意、密集停放共享单车已经严重影响了公共交通安全。设计了一套共享单车低功耗智能管理终端及物联网软件系统,以监控区域内共享单车的数量和状态。采用低功耗蓝牙扫描的方法获取区域内共享单车的低功耗蓝牙广播包;采用4G移动通信模块内置协议建立终端与物联网云平台的连接,实现数据上传至云端;采用低功耗元器件选型、低功耗软件时序设计、太阳能充电设计和锂电池放电管理设计等设计方法,实现系统的长期稳定运行。实验表明,该终端能够扫描到直线距离约80 m内的共享单车,准确率达到95.91%;能够在无太阳能供电的情况下持续工作约29 d,满足在极端环境下长时间正常工作的需求。     

基于QuartusⅡ9.0的时序逻辑电路设计

研究了基于QuartusⅡ9.0软件的时序逻辑电路设计方法,其中程序设计法采用了Verilog HDL语言。以同步4位二进制可逆计数器为例演示了设计过程,并对设计情况进行了功能仿真,验证了设计的正确性。     

ISA板卡驱动程序的开发

在讨论目前流行的3种设备驱动程序开发工具软件的基础上，重点介绍了用Windriver开发工具开发ISA数据采集卡设备驱动程序的过程。并以PC-1216-K2数据采集卡驱动程序开发为例，进行了详细的设备驱动程序开发说明。包括采用Windriver工具生成设备驱动程序框架、板卡8253定时／计数器的定时程序、中断处理程序、数据的存储方式和数据传输方法等。给出了一种周期短、费用少和效率高的设备驱动程序开发方法。     

基于Pro／E的螺旋桨曲面建模方法

结合螺旋桨结构特点及Pro／E功能特点,提出了一种螺旋桨桨叶建模的新方法。该方法采用Pro／E软件的曲线创建、缠绕及曲面创建合并等工具,实现直观的建模,摒弃了传统繁琐的三维坐标变换,并在建模过程中对原始设计数据进行检查,及时修正数据错误,可快速得到螺旋桨桨叶的三维实体模型。最后,实例验证了新方法的有效性和可行性。     

模数转换器AD7864及在光电轴角编码器中的应用

介绍了模数转换器AD7864芯片特性、时序和数据转换工作过程原理。模数转换器AD7864的1个转换周期只需要1．65μs，所以非常适合应用在光电轴角编码器中，采用20MH2晶振频率的16位80C196KC微处理器来提高编码器运行速度，同时介绍其与80C196KC单片机硬件接口电路和在编码器中的莫尔条纹细分的软件设计流程，最后阐述其在光电轴角编码器的应用结论和转换开始后输入信号和跟踪／保持信号的时序图的应用结论。     

西门子PLC调用方式对流量累积功能实现的影响分析

基于PLCSIM仿真软件,对流量累积块常见的4种调用方式,即循环中断组织块调用、功能块内脉冲常开条件调用、功能块内时钟脉冲沿条件调用和功能块内定时器条件调用,逐一进行分析调用、绘制时序并仿真验证。根据时序及仿真结果,在4种调用方式中,唯有循环中断组织块调用的方式能够正确地实现累积功能,其余3种调用方式,都因变化的循环扫描周期而引入累积干扰,导致累积结果与理论值存在误差,无法实现应有的功能。该分析能让读者更好地理解控制系统中逻辑块的调用方式,对功能的实现有重大影响,可为其它采用西门子PLC为控制系统的工程项目中逻辑块应用提供一定的参考。     

增量式光电脉冲编码器的单片机计数器

文中重点讨论基于单片机的光电脉冲编码器计数器的软件倍频和辨向原理，并从编码盘条纹和位置检测元件的空间分布原理出发给出了在编码器输出Ａ、Ｂ正交方波的前提下最多只能４ 倍频的结论，最后介绍了集倍频、辨向、计数于一体的单片机计数器原理，该计数器具有消除抖动误计数、倍频数可选、计数长度无限制的特点。     

CAD标准工作方法的研究

为规范 CAD/ CAM系统的应用 ,本文从信息集成的角度出发 ,提出了 CAD标准工作方法 ,从主模型、文件命名、属性输入和重用、深度备份、参考集和图层等方面研究了 CAD数据的标准生成方法 ,并在 U G上开发了 CAD数据标准的生成和检查软件。该软件在企业的应用实施工作表明 ,采用 CAD标准工作方法和使用 CAD数据生成标准化软件 ,可以很好地规范 CAD数据的生成 ,既保证了设计各阶段数据的全相关、共享 ,也保证了主模型的安全 ,方便设计人员间 CAD数据的交换 ,提高 CAD数据共享程度和 CAD软件使用水平。     

基于单片机的光电双向计数器

本文介绍了一种利用单片机两个外部中断和光电效应设计双向计数器的方法,此方法设计的计数器计数范围为0~99(可根据需要扩展),并且可根据物体通过时的方向进行加计数或减计数。     

基于单片机的增量式编码器计数系统

应用于工业环境中的各种仪器检测设备的抗干扰能力是衡量一台仪器质量好坏的重要指标。针对应用于轨道检测设备的增量式旋转编码器计数系统,通过对编码器输出信号进行去抖动脉冲输出,然后在对信号实现四倍频细分的情况下,利用STC增强型单片机的可编程计数器阵列(PCA)模块的捕获输入有效沿的功能,在输入信号的上升沿和下降沿均产生中断,从而实现对增量式编码器输出脉冲的计数工作。该系统具有较高的抗抖动和频率响应能力,可实现可逆计数。     

微控制器PCA模块测频法的研究与实现

本文提出的PCA模块测频法不仅消除了一般电子计数器测频法"±1个字误差”,而且由于实现PCA模块测频法的PCA模块测频时钟由高位软件计数器和低位硬件计数器构成,在测量低频频率量时,其高位软件计数器的位数可以任意设置,因而有效地克服了一般电子计数器测频法被用于测量低频频率量时其计数器容易溢出的局限性.又由于PCA模块测频法是巧妙地利用微控制器一小部分资源来实现的,因而PCA模块测频法能很方便地应用于测控领域.文中既阐述了PCA模块测频法的原理,又详细介绍了其实现方案.     

基于高速数控前瞻控制技术的误差补偿算法

为减少高速数控切削加工时大误差量补偿产生的有害机械振动,提出基于前瞻控制技术的误差补偿新方法.该方法的实现基于以下步骤:针对误差补偿器对中断服务程序单元位置控制的影响,建立具有前瞻控制功能的控制系统硬件框架与相应软件结构,将误差补偿器从中断服务程序单元位置控制环节去除;为获得误差补偿所需要的速度值,阐述前瞻控制速度规划算法的具体实现;根据误差数据段与插补数据段的位置关系,将误差数据进行分类;根据分类,结合前瞻控制算法所确定的速度规划曲线,误差数据在加工时通过指令解析器与插补数据在一个或多个插补周期内线性融合,从而实现误差的补偿.     

基于单片机的数显游标卡尺数据采集系统

为了自动记录数显游标卡尺测量的读数,将数显游标卡尺输出的数据信号经过滤波、放大后输入增强型51单片机的可编程计数器模块中,利用该模块捕捉时钟信号跳变的上升沿,在可编程计数器模块的中断服务中采集有效数据,实现对数显游标卡尺输出的24位串行数据的依次采集,将采集到的数据转换格式后发往上位机,实现数显游标卡尺测量读数的自动记录。实践证明该系统具有较好的抗抖动能力,能准确采集卡尺测量的读数。