第二章输入通道接口技术.ppt

图2-7 ADC0808/0809原理框图 第二十八页，共七十一页，2022年，8月28日 2．ADC0808/0809的应用 图2-8 ADC0808/0809的应用原理图 第二十九页，共七十一页，2022年，8月28日 2.2 模拟信号输入通道接口 图2-9 ADC0808/0809进行A/D转换时各引脚时序图 第三十页，共七十一页，2022年，8月28日 2.2 模拟信号输入通道接口 3．A/D转换器与微处理器的连接 1）模拟量输入通道的连接 2）数字量输出引脚的连接 3）A/D转换器的启动方式 A/D转换器启动方式分脉冲启动和电平启动两种。 4）转换结束信号的处理方法 微处理器检查判断A/D转换结束的方法有以下3种： ① 中断方式 ② 查询方式 ③ 软件延时方法 5）参考电源的选择 6）时钟信号的连接 7）接地问题 第三十一页，共七十一页，2022年，8月28日 2.2 模拟信号输入通道接口 4．8位A/D转换器控制程序设计 图2-10 ADC0809与计算机的接口原理图 A/D转换的结束信号EOC作为状态信号，经三态门接入数据总线的D7位。 第三十二页，共七十一页，2022年，8月28日 2.2 模拟信号输入通道接口 2.2.3 数据采集与处理方法 1．数字滤波 为了减小乃至消除叠加在采样数据中随机干扰信号值的影响，可以利用计算程序，对多次采样信号所得的数据进行加工处理（也就是数字滤波），以保证控制的精度和系统工作的可靠性。 数字滤波的优点 1、2、3、4 下面介绍几种常用的数字滤波算法。 第三十三页，共七十一页，2022年，8月28日 2.2 模拟信号输入通道接口 1）程序判断滤波 根据实践经验，确定出相邻两次采样之间可能出现的最大偏差?E。如果采样得到的值超过?E，则表明该输入信号中存在较大的干扰信号，应予以剔除；如果采样得到的值小于偏差值?E，则本次采样值为正常值。 可分为限幅滤波和限速滤波两种。 第三十四页，共七十一页，2022年，8月28日 2.2 模拟信号输入通道接口 1）程序判断滤波——限幅滤波 所谓限幅滤波，就是把相邻两次采样值相减，求出其增量的绝对值，然后与最大允许偏差ΔE 进行比较，如果小于或等于ΔE ，则取为本次采样值；若大于ΔE ，则仍取上一次的采样值作为本次的采样值。 即： | Yn-Yn-1 |≤ΔE ，则Yn＝Yn |Yn-Yn-1 |＞ΔE ，则Yn＝Yn-1  式中，Yn为第n次采样值，Yn-1 为第n-1次采样值。 第三十五页，共七十一页，2022年，8月28日 2.2 模拟信号输入通道接口 1）程序判断滤波——限速滤波 设相邻的采样时刻t1，t2，t3的采样值为Y1，Y2，Y3，则 限速滤波的算法为： 若|Y2-Y1|≤ΔE ，则以Y2作为滤波输出值; 若|Y2-Y1|＞ΔE ，则不采用Y2，但仍保留其值，再取第三次的采样值Y3 ； 若|Y3-Y2|≤ΔE ，则以Y3作为滤波输出值; 若|Y3-Y2|＞ΔE ，则以(Y3+Y2)/2作为滤波输出值。 第三十六页，共七十一页，2022年，8月28日 限速滤波是一个折中方案，既照顾了滤波输出值的实时性，又照顾了其变化的连续性。 程序判断滤波可以用于变化比较缓慢的参数，如温度、湿度、液位等。 其关键在于最大允许误差ΔE 的选取，ΔE 太大，干扰会“乘机而入”，ΔE 太小，又会使某些有用的信号被“拒之门外”，使采样效率变低。通常ΔE 根据经验数据获得，必要时可由实验得出。 第三十七页，共七十一页，2022年，8月28日 2）中值滤波 中值滤波是指对被测参数连续采样n次(n≥3，且为奇数)，再将这n个采样值从小到大(或从大到小)排序，最后取中间值作为本次采样值。 中值滤波能有效地滤去脉动性质的干扰，对变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果，但对快速变化过程的参数则不宜使用(如流量)。程序中只要改变n值，就可以对任意采样值进行中值滤波。 2.2 模拟信号输入通道接口 第三十八页，共七十一页，2022年，8月28日 2.2 模拟信号输入通道接口 3）算术平均值滤波 把N 次采样值进行相加，然后取其算术平均值为本次采样值。 算术平均值法适用于对压力、流量等周期脉动信号的平滑，这种信号的特点是往往在某一数值范围附近作上、下波动，有一个平均值。这种算法对信号的平滑程度取决于平均次数N，当N较大时平滑度高，但灵敏度低；当N 较小时，平滑度低，但灵敏度高，应该视具体情况选取N 值。 第三十九页，共七十一页，2022年，8月28日 4）加权平均值滤波 在算术平均滤波中，N 次采样值在结果中所占的比重是均等的，即每次采样值具