第三章常用控制程序設(shè)計(jì)-2

1、 3.2.1 概述概述 由于工業(yè)控制對(duì)象的環(huán)境比較惡劣，干擾源比較多，如由于工業(yè)控制對(duì)象的環(huán)境比較惡劣，干擾源比較多，如環(huán)境溫度、電場(chǎng)及磁場(chǎng)等。因此，為了減少對(duì)采樣值的干擾，環(huán)境溫度、電場(chǎng)及磁場(chǎng)等。因此，為了減少對(duì)采樣值的干擾，提高系統(tǒng)的性能，一般先對(duì)采樣值進(jìn)行數(shù)字濾波，再進(jìn)行數(shù)提高系統(tǒng)的性能，一般先對(duì)采樣值進(jìn)行數(shù)字濾波，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和調(diào)節(jié)控制。據(jù)處理和調(diào)節(jié)控制。 所謂數(shù)字濾波，是通過(guò)一定的計(jì)算程序?qū)Σ蓸有盘?hào)進(jìn)行所謂數(shù)字濾波，是通過(guò)一定的計(jì)算程序?qū)Σ蓸有盘?hào)進(jìn)行平滑加工，提高其有用信號(hào)，消除或減少各種干擾和噪音，平滑加工，提高其有用信號(hào)，消除或減少各種干擾和噪音，以保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性。以保

2、證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性。 3.2.1 概述 和模擬濾波裝置相比，數(shù)字濾波有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）數(shù)字濾波通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)，不需硬件設(shè)備，系統(tǒng)的可靠性較高。（2）數(shù)字濾波可實(shí)現(xiàn)多通道共用。（3）可對(duì)低頻信號(hào)（如0.01Hz）實(shí)現(xiàn)濾波。（4）采用不同的算法和參數(shù)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同信號(hào)的濾波，使用起來(lái)靈活、方便。返回本節(jié)1. 程序判斷濾波程序判斷濾波 2. 中值濾波中值濾波 3. 算術(shù)平均濾波算術(shù)平均濾波 4. 加權(quán)平均濾波加權(quán)平均濾波 5. 一階滯后濾波一階滯后濾波 6. 防脈沖干擾平均值法防脈沖干擾平均值法一、程序判斷濾波一、程序判斷濾波 程序判斷濾波的方法，是程序判斷濾波的方法，是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)

3、，確定確定出兩次采出兩次采樣輸入信號(hào)可能出現(xiàn)的樣輸入信號(hào)可能出現(xiàn)的最大偏差最大偏差Y，若超過(guò)此偏差值，則，若超過(guò)此偏差值，則表明該輸入信號(hào)是干擾信號(hào)，應(yīng)該去掉，若小于此偏差值，表明該輸入信號(hào)是干擾信號(hào)，應(yīng)該去掉，若小于此偏差值，可將信號(hào)作為本次采樣值。可將信號(hào)作為本次采樣值。 程序判斷濾波既照顧了采樣的實(shí)時(shí)性，又照顧了不采樣程序判斷濾波既照顧了采樣的實(shí)時(shí)性，又照顧了不采樣時(shí)的連續(xù)性，是一種折中的方法，時(shí)的連續(xù)性，是一種折中的方法，可用于變化較慢的參數(shù)可用于變化較慢的參數(shù)，如溫度、液位等，可如溫度、液位等，可克服由于隨機(jī)干擾克服由于隨機(jī)干擾和和誤檢測(cè)誤檢測(cè)或者或者變送器變送器不穩(wěn)定不穩(wěn)定而引起采

4、樣信號(hào)的嚴(yán)重失真。而引起采樣信號(hào)的嚴(yán)重失真。 3.2.2 數(shù)字濾波方法數(shù)字濾波方法 1. 限幅濾波限幅濾波 |Yn-Yn-1|Y, 則則Yn = Yn，取本次采樣值取本次采樣值 |Yn-Yn-1| Y, 則則Yn = Yn -1，舍本次采樣值，取上次采樣值，舍本次采樣值，取上次采樣值程序判斷濾波分為限幅濾波和限速濾波兩種。程序判斷濾波分為限幅濾波和限速濾波兩種。限幅濾波程序流程框圖如圖3-16所示?，F(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)Y Yn-1n-1-Y-Yn n00讀讀Y Y n-1n-1 ，Y Y n n求求 Y Yn n-Y-Yn n-1-1Y Yn-1n-1-Y-Yn n Y Y取上次采樣值取上次采樣值

5、取本次采樣值取本次采樣值現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)否否否否是是是是開開 始始返 回限幅濾波程序程序清單：限幅濾波程序程序清單： PUSHPSW ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSHA CLRC；進(jìn)位標(biāo)志位清零；進(jìn)位標(biāo)志位清零MOVDATA,DATA2 MOVA,DATA1SUBBA,DATA；求；求Yn-1 -YnJNCCOMPARE；如果；如果Yn-1 -Yn0,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)COMPARECPLA；如果；如果Yn-1 -Yny， ；DATA1DATAOVER:POPA；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POPPSWRET；返回；返回限速濾波的濾波原理如下：設(shè)在順序采樣時(shí)刻設(shè)在順序采樣時(shí)刻T1、T2、T3所采集的數(shù)據(jù)分別為所采集的數(shù)

6、據(jù)分別為Y1、Y2、Y3，則當(dāng)，則當(dāng) Y2-Y1 y，則，則Y2作為采樣值；作為采樣值； Y2-Y1 y， 則保留則保留Y2，但不作為采樣值，繼，但不作為采樣值，繼續(xù)采樣得續(xù)采樣得Y3；如果如果 Y3-Y2 y，則，則Y3作為采樣值；作為采樣值； Y3-Y2 y， 則取則取(Y2+Y3)/2作為采樣值。作為采樣值。2. 中值濾波 所謂中值濾波法就所謂中值濾波法就是對(duì)某一被測(cè)參數(shù)是對(duì)某一被測(cè)參數(shù)連續(xù)采樣連續(xù)采樣n次（次（n一一般取奇數(shù)），然后般取奇數(shù)），然后把把n次采樣值按順次采樣值按順序排列，取其中間序排列，取其中間值做為本次采樣值。值做為本次采樣值。中值濾波程序的流中值濾波程序的流程框圖如圖

7、程框圖如圖3-17所所示。示。 圖圖3-17 中值濾波程序流程框圖中值濾波程序流程框圖 現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)設(shè)置數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)讀讀數(shù)據(jù)排序數(shù)據(jù)排序取中值取中值據(jù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)排序排序完成否？完成否？是是設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)首址設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)首址 開開 始始返返 回回是是否否二、中值濾波二、中值濾波 所謂中值濾波就是對(duì)某一個(gè)被測(cè)參數(shù)連續(xù)采樣所謂中值濾波就是對(duì)某一個(gè)被測(cè)參數(shù)連續(xù)采樣n次（一次（一般般 n 取奇數(shù)取奇數(shù),數(shù)值不宜太大，取數(shù)值不宜太大，取35即可），然后把即可），然后把n次的采次的采樣值從小到大（或從大到?。┡抨?duì)，再取中間值作為本次采樣值從小到大（或從大到?。┡抨?duì)，再取中間值作為本次采樣值。采

8、用本程序?yàn)V波，對(duì)于去掉脈動(dòng)性質(zhì)的干擾比較有效，樣值。采用本程序?yàn)V波，對(duì)于去掉脈動(dòng)性質(zhì)的干擾比較有效，但對(duì)快速變化過(guò)程的參數(shù)（如流量）則不宜采用。但對(duì)快速變化過(guò)程的參數(shù)（如流量）則不宜采用。 冒泡法排序冒泡法排序冒泡法的排序過(guò)程序號(hào) 數(shù)比比 較較 遍遍 數(shù)數(shù)1234 1 32 2 85 3 16 4 15 5 8321615885161583285158163285815163285冒泡法“冒泡法”是一種排序算法，不是最優(yōu)的算法，但它易于理解和實(shí)現(xiàn)冒泡法從第一個(gè)元素開始，依次對(duì)相鄰的兩個(gè)元素進(jìn)行比較，使前一個(gè)元素不大于后一個(gè)元素；將所有元素比較完之后，最大的元素排到了最后；然后，除掉最后一個(gè)元素

9、之外的元素依上述方法再進(jìn)行比較，得到次大的元素排在后面；如此重復(fù)，直至完成就實(shí)現(xiàn)元素從小到大的排序這需要一個(gè)雙重循環(huán)程序結(jié)構(gòu)mov cx,count;CX數(shù)組元素個(gè)數(shù)dec cx;元素個(gè)數(shù)減1為外循環(huán)次數(shù)outlp: mov dx,cx;DX內(nèi)循環(huán)次數(shù)mov bx,offset arrayinlp:mov al,bx;取前一個(gè)元素cmp al,bx+1;與后一個(gè)元素比較jna next;前一個(gè)不大于后一個(gè)元素，則不進(jìn)行交換xchg al,bx+1;否則，進(jìn)行交換mov bx,alnext:inc bx;下一對(duì)元素dec dxjnz inlp;內(nèi)循環(huán)尾loop outlp;外循環(huán)尾 計(jì)數(shù)控制雙重

10、循環(huán)計(jì)數(shù)控制雙重循環(huán)三、算術(shù)平均濾波三、算術(shù)平均濾波 該方法是把該方法是把n次采樣值相加（通常流量取次采樣值相加（通常流量取12次，壓力取次，壓力取4次次 ），然后取其算術(shù)平均值，即：），然后取其算術(shù)平均值，即：nixnY11 本方法主要適用于對(duì)壓力、流量等周期脈動(dòng)值的采樣，但本方法主要適用于對(duì)壓力、流量等周期脈動(dòng)值的采樣，但對(duì)脈沖性干擾的平滑尚不理想。對(duì)脈沖性干擾的平滑尚不理想。 圖圖3-18 算術(shù)平均濾波程序流程圖算術(shù)平均濾波程序流程圖現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)首址設(shè)置循環(huán)次數(shù)累加求和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)所有數(shù)據(jù)加完否？求平均值否是開 始返 回讀數(shù)據(jù)算術(shù)平均濾波程序清單：（本例中取采樣次數(shù)n=8） PUSHP

11、SW；現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)；現(xiàn)場(chǎng)保護(hù) PUSHAMOVFLAG,#00H；進(jìn)位位清零；進(jìn)位位清零MOVR0,DATA；設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)首址；設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)首址MOVR7,#08H；設(shè)置采樣數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)；設(shè)置采樣數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)CLRA；清累加器；清累加器LOOP: ADDA,R0 ；兩數(shù)相加；兩數(shù)相加JNCNEXT；無(wú)進(jìn)位，轉(zhuǎn)；無(wú)進(jìn)位，轉(zhuǎn)NEXTINCFLAG；有進(jìn)位，進(jìn)位位加；有進(jìn)位，進(jìn)位位加1NEXT: INCR0；數(shù)據(jù)指針加；數(shù)據(jù)指針加1DJNZR7, LOOP；未加完，繼續(xù)加；未加完，繼續(xù)加MOVR7,#03H；設(shè)置循環(huán)次數(shù)；設(shè)置循環(huán)次數(shù)DIVIDE:MOV TEMP,A；保存累加器中的內(nèi)容；保存累加器中的內(nèi)容

12、MOV A,FLAG；累加結(jié)果除；累加結(jié)果除2CLRC RRCAMOV FLAG,A MOV A,TEMP RRCA DJNZ R7,DIVIDE；未結(jié)束，繼續(xù)執(zhí)行；未結(jié)束，繼續(xù)執(zhí)行 MOV SAMP,A；保存結(jié)果至；保存結(jié)果至SAMP中中POPA；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)POPPSW RET 4. 加權(quán)平均濾波 在算術(shù)平均濾波程序中，n次采樣值在最后的結(jié)果中所占的比重是相等的，這樣雖然消除了隨機(jī)干擾，但有用信號(hào)的靈敏度也隨之降低。為了提高濾波效果，將各個(gè)采樣值取不同的比重，然后再相加求平均值，這種方法稱為加權(quán)平均濾波。一個(gè)n項(xiàng)加權(quán)平均式為：圖圖3-19 加權(quán)平均濾波程序流程圖加權(quán)平均濾波程序流程圖

13、加權(quán)平均濾波程序清單： PUSH PSW ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSH AMOV R7,TIME；數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)設(shè)置MOV R0,DATA；數(shù)據(jù)區(qū)首址設(shè)置MOV R1,COEFF；系數(shù)存儲(chǔ)首址設(shè)置MOV FLAG,#00H ；累加結(jié)果存儲(chǔ)區(qū)清零MOV SAMP_L,#00H MOV SAMP_H,#00HLOOP:MOV A,R0；讀采樣值MOV B,AMOV A,R1；讀加權(quán)平均系數(shù)MULABCLRCADDA,SAMP_L；累加和；累加和MOV SAMP_L,AMOV A,BADDCA,SAMP_HJNCNEXT INCFLAG NEXT:MOV SAMP_H,A INCR0；數(shù)據(jù)區(qū)地址加；數(shù)據(jù)區(qū)地址加1

14、INCR1；系數(shù)地址加；系數(shù)地址加1 DJNZ R7,LOOP；未加完，繼續(xù)；未加完，繼續(xù)MOV R7,#07H；設(shè)置循環(huán)次數(shù)；設(shè)置循環(huán)次數(shù)DIV128:CLRCMOV A,FLAG；累加結(jié)果除2RRCA MOV FLAG,AMOV A,SAMP_HRRCAMOV SAMP_H,AMOV A,SAMP_LRRCAMOV SAMP_L,ADJNZ R7,DIV128；未除完，繼續(xù)MOV SAMP,SAMP_L；保存濾波后采樣值POPA；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)POPPSWRET求求求1nyanxa)1( 1)1(nnyaxannyy1開 始返 回五、一階滯后濾波五、一階滯后濾波 為提高對(duì)于慢速隨機(jī)變化過(guò)程的采樣

15、效果，可采用動(dòng)為提高對(duì)于慢速隨機(jī)變化過(guò)程的采樣效果，可采用動(dòng)態(tài)濾波方法，即一階滯后濾波方法，其表達(dá)式為：態(tài)濾波方法，即一階滯后濾波方法，其表達(dá)式為： 1)1 (nnnYXY一階滯后濾波程序清單： MOV MUL1_H, COEFF1_HMOV MUL1_L, COEFF1_LMOV MUL2_H, DATA1_HMOV MUL2_H, DATA1_LACALLMULTD； MOV BUFF1, PR_H MOV BUFF2, PR_L MOV MUL1_H, COEFF2_H MOV MUL1_L, COEFF2_L1nyaMOVMUL2_H, DATA2_HMOVMUL2_H, DATA2_

16、L ACALLMULTD；CLRCMOVA, PR_H ；ADDA, BUFF1 MOVPR_H,AMOVA, PR_LADDCA, BUFF2； MOVPR_L,A 雙字節(jié)無(wú)符號(hào)位乘法子程序（MULTD）。 入口條件：乘數(shù)MUL1存于MUL1_H和MUL1_L單元中,被乘數(shù)MUL2存于MUL2_H和MUL2_L單元中。出口條件：乘積按順序存于PR_H、PR_L、MUL1_H、MUL1_L單元中。MULTD:CLR C；清進(jìn)位標(biāo)志位MOV PR_L,#00H；乘積高8位清零 MOV PR_H,#00HMOV R7,#11H；設(shè)置循環(huán)次數(shù)LOOP1:JNCLOOP2；進(jìn)位標(biāo)志位為零，轉(zhuǎn)LOOP2

17、MOV A,PR_L；PR+MUL2ADDA,MUL2_LMOV PR_L,AMOV A,PR_HADDC A,MUL2_HMOV PR_H,ALOOP2:MOV A,PR_H；PR右移一位RRCAMOV PR_H,AMOV A,PR_LRRCAMOV PR_L,AMOV A,MUL1_H；MUL1右移一位RRCAMOV MUL1_H,AMOV A,MUL1_L RRCAMOV MUL1_L,A DJNZ R7,LOOP1；循環(huán)未結(jié)束，繼續(xù)六、復(fù)合濾波程序六、復(fù)合濾波程序 把兩種以上的濾波方法結(jié)合起來(lái)使用。如把中值濾波把兩種以上的濾波方法結(jié)合起來(lái)使用。如把中值濾波程序和算數(shù)平均值濾波兩種結(jié)合起

18、來(lái)，把程序和算數(shù)平均值濾波兩種結(jié)合起來(lái)，把n個(gè)采樣值首先按個(gè)采樣值首先按大小排序，然后分別去掉大小排序，然后分別去掉k個(gè)最大值和最小值，再把剩下的個(gè)最大值和最小值，再把剩下的值加起來(lái)，最后取平均值。即值加起來(lái)，最后取平均值。即 knkiiXknY211. 濾波效果濾波效果 a. 對(duì)于變化比較慢的參數(shù)如溫度，可選用程序判斷濾波以對(duì)于變化比較慢的參數(shù)如溫度，可選用程序判斷濾波以及一階滯后濾波方法比較好及一階滯后濾波方法比較好; b.對(duì)于變化比較快的脈沖參數(shù)，如壓力、流量等，則可選對(duì)于變化比較快的脈沖參數(shù)，如壓力、流量等，則可選用算術(shù)平均和加權(quán)平均濾波方法用算術(shù)平均和加權(quán)平均濾波方法; c.對(duì)于要求

19、比較高的系統(tǒng)可選用復(fù)合濾波方法。對(duì)于要求比較高的系統(tǒng)可選用復(fù)合濾波方法。 d.在算術(shù)平均濾波和加權(quán)平均濾波中，其濾波效果與所選在算術(shù)平均濾波和加權(quán)平均濾波中，其濾波效果與所選擇的次數(shù)擇的次數(shù)n有關(guān)，有關(guān)，n越大，則效果越好，但花費(fèi)時(shí)間也越長(zhǎng)。越大，則效果越好，但花費(fèi)時(shí)間也越長(zhǎng)。2. 濾波時(shí)間濾波時(shí)間 在考慮濾波效果的前提下，盡量采用執(zhí)行時(shí)間比較短的程在考慮濾波效果的前提下，盡量采用執(zhí)行時(shí)間比較短的程序，如果時(shí)間允許，則可采用更好的復(fù)合濾波程序。序，如果時(shí)間允許，則可采用更好的復(fù)合濾波程序。3. 注意，并不是在任何一個(gè)系統(tǒng)中都需要進(jìn)行數(shù)字濾波注意，并不是在任何一個(gè)系統(tǒng)中都需要進(jìn)行數(shù)字濾波!七、各

20、種濾波方法的比較七、各種濾波方法的比較3.2.3 數(shù)字濾波程序設(shè)計(jì)數(shù)字濾波程序設(shè)計(jì) 用復(fù)合濾波方法將上節(jié)中用復(fù)合濾波方法將上節(jié)中1號(hào)退號(hào)退火爐的火爐的5個(gè)溫度采樣值（起始存放個(gè)溫度采樣值（起始存放地址為地址為7000H：0）進(jìn)行濾波，并）進(jìn)行濾波，并存入存入SAMP單元。單元。程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) 1. 將將5個(gè)數(shù)據(jù)從小到大排序，個(gè)數(shù)據(jù)從小到大排序， 2. 去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，值， 3. 求剩下求剩下3個(gè)數(shù)的算術(shù)平均值。個(gè)數(shù)的算術(shù)平均值。 復(fù)合濾波程序復(fù)合濾波程序 置采樣數(shù)據(jù)存放段地址置采樣數(shù)據(jù)存放段地址 置外循環(huán)次數(shù)，置外循環(huán)次數(shù)， CH=4CH=4 置內(nèi)循環(huán)置內(nèi)

21、循環(huán) CL=CH,DICL=CH,DI 指向數(shù)據(jù)表頭指向數(shù)據(jù)表頭 N N 相鄰兩數(shù)比較，大于？相鄰兩數(shù)比較，大于？ Y Y 兩數(shù)在內(nèi)存中交換兩數(shù)在內(nèi)存中交換 調(diào)整數(shù)據(jù)指針調(diào)整數(shù)據(jù)指針 DI+1DI+1 N N 內(nèi)循環(huán)結(jié)束內(nèi)循環(huán)結(jié)束 CLCL- -1=01=0？ N N Y Y 外循環(huán)結(jié)束外循環(huán)結(jié)束 CHCH- -1=01=0？ Y Y 累加次數(shù)累加次數(shù)=3,DI=3,DI 指向第二個(gè)數(shù)據(jù)指向第二個(gè)數(shù)據(jù) 取數(shù)據(jù)并累加取數(shù)據(jù)并累加 AXAXAX+BXAX+BX N N 三次加完三次加完? ? Y Y 求算術(shù)平均值求算術(shù)平均值 ALALAX/3AX/3 存復(fù)合濾波結(jié)果存復(fù)合濾波結(jié)果 結(jié)束結(jié)束 DOS

22、SEG；采用；采用DOS簡(jiǎn)化段定義簡(jiǎn)化段定義.MODELMIDUM.DATASAMP DB 0；定義濾波結(jié)果單元；定義濾波結(jié)果單元CNT EQU 5；共；共5個(gè)數(shù)個(gè)數(shù).CODESTART: MOVAX,7000H；指向采樣數(shù)據(jù)段；指向采樣數(shù)據(jù)段 MOVDS,AX MOVBX,CNT-1；置外循環(huán)次數(shù)；置外循環(huán)次數(shù)LP1: MOVSI,0；指向采樣數(shù)據(jù)首地址；指向采樣數(shù)據(jù)首地址 MOVCX,BX；置內(nèi)循環(huán)次數(shù)；置內(nèi)循環(huán)次數(shù)LP2: MOVAL,SI；相鄰兩數(shù)據(jù)比較；相鄰兩數(shù)據(jù)比較 CMPAL,SI+1 JBBIG；大于轉(zhuǎn)；大于轉(zhuǎn)BIG XCHGAL,SI+1；小于兩數(shù)交換；小于兩數(shù)交換 XCHG

23、AL,SIBIG: INCSI；調(diào)整指針；調(diào)整指針 LOOPLP2；本輪未比較完轉(zhuǎn)；本輪未比較完轉(zhuǎn)LP2DECBXJNZLP1；未全部比較完轉(zhuǎn)；未全部比較完轉(zhuǎn)LP1 MOVCX,CNT-2；去掉最大最小值并求和存；去掉最大最小值并求和存AX LEASI,1 MOVAX,0MOVBH,0LP3:MOVBL,SIADDAX,BXINCSILOOPLP3MOVCL,CNT-2；求平均值存；求平均值存CLDIVCLMOVCL,ALMOVAX,DATA；存入；存入SAMP單元單元MOVDS,AXMOVSAMP,CLMOVAX,4C00H；程序結(jié)束返回；程序結(jié)束返回DOSINT21HENDSTART防脈沖

24、干擾平均值法 圖圖3-21 防脈沖干擾平均值法程防脈沖干擾平均值法程序流程框圖序流程框圖 設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)首址數(shù)據(jù)排序設(shè)比較次數(shù)去掉最小值求 平 均值剩余數(shù)據(jù)求和是排序完成否？去掉最大值否開 始返 回防脈沖干擾平均值法程序清單： PUSH A；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSH PSWSORT:MOV R0,DATA；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)單元首址MOV R7,#10H；讀比較次數(shù)CLRCHANGE；清交換標(biāo)志位 LOOP:MOV A,R0；取第一個(gè)數(shù)MOV FIRST,A；保存第一個(gè)數(shù)INCR0MOV SECOND,R0；保存第二個(gè)數(shù)CLRCSUBB A,R0；兩數(shù)比較JCNEXT；第一數(shù)小于第二數(shù)，不交換；第一數(shù)小于第二數(shù)，

25、不交換MOVR0,FIRST DECR0MOVR0,SECOND ；交換兩數(shù)；交換兩數(shù)INCR0SETBCHANGE；置交換標(biāo)志位；置交換標(biāo)志位NEXT: DJNZR7,LOOP；進(jìn)行下一次比較；進(jìn)行下一次比較JBCHANGE,SORT；進(jìn)行下一輪比較；進(jìn)行下一輪比較 MOVFLAG,#00H；進(jìn)位位清零；進(jìn)位位清零 INCDATA；去掉最小值；去掉最小值MOVR0,DATA；設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)首址；設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)首址MOVR7, #08H；設(shè)置累加循環(huán)次數(shù)，去掉最大值；設(shè)置累加循環(huán)次數(shù)，去掉最大值 CLRA；清累加器；清累加器 LOOP: ADDA,R0 ；兩數(shù)相加；兩數(shù)相加 JNCNEXT；無(wú)

26、進(jìn)位，轉(zhuǎn)；無(wú)進(jìn)位，轉(zhuǎn)NEXT INCFLAG；有進(jìn)位，進(jìn)位位加；有進(jìn)位，進(jìn)位位加1 NEXT: INCR0；數(shù)據(jù)指針加；數(shù)據(jù)指針加1 DJNZR7, LOOP；未加完，繼續(xù)加；未加完，繼續(xù)加MOVR7,#03H；設(shè)置循環(huán)次數(shù)；設(shè)置循環(huán)次數(shù)DIVIDE:MOVTEMP,A；保存累加器中的內(nèi)容；保存累加器中的內(nèi)容MOVA,FLAG；累加結(jié)果除；累加結(jié)果除2CLRC RRCAMOVFLAG,AMOVA,TEMPRRCA DJNZR7,DIVIDE；未結(jié)束，繼續(xù)執(zhí)行；未結(jié)束，繼續(xù)執(zhí)行MOVSAMP,A；保存結(jié)果至；保存結(jié)果至SAMP中中POPA；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)POPPSWRET3.3 標(biāo)度變換程序

27、 被測(cè)量 - 05V - 00FF溫度、壓力等傳感器，變送器A/D 把輸入計(jì)算機(jī)的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成不同的量綱，以便操作人員進(jìn)行監(jiān)視和管理生產(chǎn)，就是所謂的標(biāo)度變換 3.3.1 線性標(biāo)度變換 Am A0 AX N0 NX Nm 0000)(NNNNAAAAmXmX 如果被測(cè)參數(shù)的起點(diǎn)A0（輸入信號(hào)為0）所對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值為0，即N0=0，這樣式（3-6）化簡(jiǎn)為: 00)(ANNAAAmXmX【例】某熱處理爐溫度測(cè)量?jī)x表的量程為200800C，在某一時(shí)刻計(jì)算機(jī)采樣并經(jīng)數(shù)字濾波后的數(shù)字量為CDH，求此時(shí)的溫度是多少？（設(shè)該儀表的量程是線性的）。 解：A0=200C，Am=800C，Nx=CDH=（205

28、）D，Nm=FFH=（255）D。所以此時(shí)的溫度為 CANNAAAmXmX682200255205)200800()(00標(biāo)度變換程序 P59DOSSEG；采用DOS簡(jiǎn)化段定義.MODEL SMALL.STACK 100H.DATAAM DW 800；測(cè)量?jī)x表上限A0 DW 200；測(cè)量?jī)x表下限NM DW 255；A/D轉(zhuǎn)換上限N0 DW 0；A/D轉(zhuǎn)換下限NX DW 205；實(shí)際A/D轉(zhuǎn)換值MX DW ? ；實(shí)際溫度.CODESTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AX,AM；計(jì)算Am-A0 SUB AX,A0 MOV BX,NX；計(jì)算Nx-N0 SUB BX,N0

29、 MUL BX；計(jì)算(Am-A0)*( Nx-N0) MOV BX,NM；計(jì)算Nm-N0 SUB BX,N0 DIV BX；計(jì)算(Am-A0)*( Nx-N0)/( Nm-N0) ADD AX,A0；計(jì)算(Am-A0)*( Nx-N0)/( Nm-N0)+ A0 CALL HEX_BCD；調(diào)二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制子程序 MOV MX,AX；存標(biāo)度變換結(jié)果 MOV AX,4C00H INT 21H3.3.2 非線性參數(shù)標(biāo)度變換 例: 壓差流量計(jì)，其流量與差壓的公式為 PKG0000)(NNNNGGGGmXmX所得的流量測(cè)量的標(biāo)度變換公式： 對(duì)于流量測(cè)量?jī)x表，一般下限均取零，此時(shí)G0=0，N0=0: mX

30、mmXmXNNGNNGG整數(shù)開方的計(jì)算方法 2) 1(1nnini02112ninni令被開方數(shù)N = n2，則被開方數(shù)的近似計(jì)算公式 :0211niNni3.3.3 非線性補(bǔ)償在模擬儀表中，常用的校正及線性化方法，有凸輪機(jī)構(gòu)及曲線板（如在流量測(cè)量?jī)x表中）；非線性電位計(jì)（如對(duì)數(shù)或指數(shù)電位器）；二極管陣列（如用多個(gè)二極管組成開方器）；運(yùn)算放大器（如各種對(duì)數(shù)、指數(shù)、三角函數(shù)運(yùn)算放大器等）；3.3.3 非線性補(bǔ)償 1. 線性插值法 圖 3-6 分段線性插值法yy1y0yiyi+1y0 x0 x1xixxi+1xnxyn)(11iiiiiixxxxyyyy將該曲線按一定要求分成若干段，然后把相鄰兩分段

31、點(diǎn)用直線連接起來(lái)（如圖中虛將該曲線按一定要求分成若干段，然后把相鄰兩分段點(diǎn)用直線連接起來(lái)（如圖中虛線所示），用此直線代替各段的曲線，即可求出輸入值線所示），用此直線代替各段的曲線，即可求出輸入值X所對(duì)應(yīng)的輸出值所對(duì)應(yīng)的輸出值y 2. 非線性補(bǔ)償應(yīng)用舉例 圖 3-7 熱電偶的熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系yDt (C)yBAOV1V2VBCDyCyAV3V4443343223211211;);();();(0;VVtVVVVVktVVVVVktVVVVVktVVVktiDiiCiiBiiAii其線性化處理程序 P63653.4 上、下限報(bào)警程序 報(bào)警程序的設(shè)計(jì)是比較簡(jiǎn)單的，它主要是采用比較法，把采樣并經(jīng)數(shù)字

32、濾波以及標(biāo)度變換后的被測(cè)參數(shù)值與給定的上下限值進(jìn)行比較，如果大于上限或者小于下限，則輸出報(bào)警信號(hào)或進(jìn)行自動(dòng)處理。 某溫度巡回檢測(cè)系統(tǒng)，共有4個(gè)回路，每個(gè)回路都有一個(gè)上限和下限報(bào)警值，分別為XMAXi和XMINi。 采用順序比較法，即首先取出1#爐的上限報(bào)警值XMAX1進(jìn)行比較，如果X1XMAX1，則轉(zhuǎn)1#爐上限報(bào)警，否則再檢查X1是否小于下限報(bào)警值XMIN1，如果X1 Xmaxi? 初始化初始化 采樣值首址采樣值首址SI 報(bào)警值首址報(bào)警值首址DI XiXmini? 調(diào)整指針調(diào)整指針 DI+1, SI+1 全部報(bào)警處理全部報(bào)警處理完？完？ CL=0？ 結(jié)束結(jié)束 Y 調(diào)報(bào)警處理調(diào)報(bào)警處理 子程序子

33、程序 調(diào)報(bào)警處理調(diào)報(bào)警處理 子程序子程序 N N Y N Y 3.5 數(shù)碼管顯示程序3.5.1 LED數(shù)碼管顯示原理 abcdefgdpR(a) 共 陰 極abcdefgdpR(b) 共 陽(yáng) 極+5Vaabbcdcedfegfg176432510 98GNDGNDdpabcdefgdpR(a) 共 陰 極abcdefgdpR(b) 共 陽(yáng) 極+5Vaabbcdcedfegfg176432510 98GNDGNDdp圖圖 LED數(shù)碼管管腳配置圖數(shù)碼管管腳配置圖 （a）共陰極）共陰極 （b）共陽(yáng)極）共陽(yáng)極 圖圖 兩類兩類LED數(shù)碼管數(shù)碼管表3-3 大 寫 字 母 的 七 段 表 示 法 十 六 進(jìn)

34、 制 表 示 字 母 共 陰 極 共 陽(yáng) 極 A 77 08 C 39 46 E 79 06 F 71 0E H 76 09 I 06 79 G 1E 61 L 38 47 O 3F 40 P 73 0C U 3E 41 Y 66 19 表3-2 十 進(jìn) 制 數(shù) 的 七 段 表 示 法 十 六 進(jìn) 制 表 示 十 進(jìn) 制數(shù) 碼 共 陰 極 共 陽(yáng) 極 0 3F 40 1 06 79 2 5B 24 3 4F 30 4 66 19 5 6D 12 6 7D 02 7 07 78 8 7F 00 9 67 18 表3-4 小 寫 字 母 及 特 殊 符 號(hào) 十 六 進(jìn) 制 表 示 字 母 共 陰

35、極 共 陽(yáng) 極 b 7C 03 c 58 27 d 5E 21 h 74 0B n 54 2B o 5C 23 r 50 2F u 1C 63 - 40 3F ? 53 3C 七段數(shù)碼顯示數(shù)字、字母和符號(hào) （a對(duì)應(yīng)最低位，g對(duì)應(yīng)最高位）3.5.2 靜態(tài)顯示 一、軟件查表法用軟件的顯示不需譯碼器,而直接將數(shù)碼管經(jīng)鎖存器和CPU相連。 圖 3-11 軟件譯碼顯示電路 PA0 PA7 PB7 8255 +5V PB0 300 74LS07 一般發(fā)光二極管和驅(qū)動(dòng)器的壓降為一般發(fā)光二極管和驅(qū)動(dòng)器的壓降為2V左右，若限定發(fā)光二極管的電流為左右，若限定發(fā)光二極管的電流為10mA3001025mAVV;*根據(jù)

36、根據(jù)CHECK配置信息修改下列符號(hào)值配置信息修改下列符號(hào)值*IOY0 EQU 0d200H ;片選片選IOY0對(duì)應(yīng)的端口始地址對(duì)應(yīng)的端口始地址;*MY8255_A EQU IOY0+00H*4 ;8255的的A口地址口地址MY8255_B EQU IOY0+01H*4 ;8255的的B口地址口地址MY8255_C EQU IOY0+02H*4 ;8255的的C口地址口地址MY8255_MODE EQU IOY0+03H*4 ;8255的控制寄存器地址的控制寄存器地址STACK1 SEGMENT STACK DW 100h DUP(?)STACK1 ENDSDATA SEGMENTSAMPDW

37、? ;實(shí)際溫度實(shí)際溫度 TABLE DB 40H,79H,24H,30H,19H；定義；定義09顯示字模顯示字模DB 12H,02H,78H,00H,18HDATA ENDSSTART PROC FAR；標(biāo)準(zhǔn)程序頭；標(biāo)準(zhǔn)程序頭 PUSH DS SUB AX,AX PUSH AX MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX, MY8255_MODE ；8255 A、B口方式0，輸出 MOV AL,80H OUT DX,AL LEA BX,TABLE；BX指向字模存放表頭 MOV AL,SAMP；取顯示字符高位“5” MOV CL,4 SHR AL,CL XLAT；查表獲得顯示字模

38、MOV DX, MY8255_A ；A口輸出顯示字符高位 OUT DX,AL MOV AL,SAMP；取顯示字符低位“6” AND AL,0FH XLAT；查表獲得顯示字模 MOV DX, MY8255_B ；B口輸出顯示字符高位 OUT DX,AL RET；返回DOSSTART ENDPCODE ENDS END START二、硬件譯碼法 圖 3-12 硬件譯碼顯示電路 a b c d e f g D C B A PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 8255 共陽(yáng) LED a b c d e f g D C B A 共陽(yáng) LED +5V 74LS47 74LS47

39、 由硬件譯碼器代替軟件查表求出顯示字?！?6”的輸出顯示程序:MOV AL, 56HMOV DX, 200HOUTDX,AL節(jié)省CPU用于顯示的時(shí)間但硬件開銷較大 74LS477段共陽(yáng)段共陽(yáng)LED數(shù)碼管數(shù)碼管BCD碼譯碼譯碼器碼器/驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器3.5.3 動(dòng)態(tài)顯示 動(dòng)態(tài)顯示是利用掃描的方法不斷對(duì)每一位LED數(shù)碼管依次進(jìn)行顯示驅(qū)動(dòng)。 優(yōu)點(diǎn)：硬件開銷小、成本低、適合多位LED數(shù)碼管顯示。 缺點(diǎn)：由于掃描占用了大量CPU的時(shí)間，使軟件開銷過(guò)大。 輸入/輸出口擴(kuò)展技術(shù)簡(jiǎn)單I/O口擴(kuò)展可編程I/O口擴(kuò)展返回本章首頁(yè)圖圖 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單I/O擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口并行口擴(kuò)展并行口擴(kuò)展I/O口口采用采用8位三態(tài)緩沖器位

40、三態(tài)緩沖器74LS244組成輸入口，采用組成輸入口，采用8D鎖存器鎖存器74LS273，74LS373，74LS377等組成輸出口等組成輸出口一、共陰LED數(shù)碼管顯示 圖 3-13 共陰極 LED 硬件電路接法 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 a b c d e f g h 100 LEDQ0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 74LS273 74LS273 D0 D7 段鎖存地址 211H 位鎖存地址 210H D0 D5 +5V 74LS452 74LS07 LED6 D0D7 顯示程序由拆字程序和循環(huán)顯示程序組成。 P70 二、共陽(yáng)LED數(shù)碼管顯示 圖 3-14 共陽(yáng)極 LE

41、D 硬件電路接法 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 a b c d e f g h LED74LS273 74LS273 D0 D5 位鎖存地址 210H 段鎖存地址 211H Q0 Q7 D0D7 +5V D0D7 74LS06 LED6 D0 D5 .MODEL SMALL.DATASEGPORT EQU211H；定義段鎖存地址；定義段鎖存地址DIGPORT EQU210H；定義位鎖存地址；定義位鎖存地址SAMP DB12H,0ABH,9FH ；定義；定義6位顯示數(shù)據(jù)位顯示數(shù)據(jù)SMPOFF DB6 DUP(0)；定義顯示偏移緩沖區(qū)；定義顯示偏移緩沖區(qū)TABLE DB3FH,06H,5BH

42、,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB7FH,67H,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H.CODESTART PROC FAR PUSH DS SUB AX,AX PUSH AX MOV AX,DATA MOV DS,AXLEA DI,SAMPLEA SI,SMPOFF MOV CH,3LP0: MOV AL,DI；拆字程序：將；拆字程序：將6位顯示數(shù)據(jù)拆成偏移量位顯示數(shù)據(jù)拆成偏移量 MOV CL,4；存到顯示偏移緩沖區(qū)；存到顯示偏移緩沖區(qū) SHR AL,CL MOV SI,AL INC SI MOV AL,DI AND AL,0FH MOV SI,AL INC SI IN

43、C DI DEC CH JNZ LP0LP1: MOV AH,01；顯示程序：將；顯示程序：將“12AB9F”在在6位位LED數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示 LEA BX,TABLE LEA SI,SMPOFFLP2: MOV DX,SEGPORT MOV AL,SI XLAT OUT DX,AL MOV AL,AH MOV DX,DIGPORT OUT DX,AL CALL DLY INC SI SHL AH,1 CMP AH,40H JNE LP2 MOV AH,0BH；DOS功能調(diào)用，按任一鍵程序退出功能調(diào)用，按任一鍵程序退出 INT 21H；出口參數(shù)；出口參數(shù) AL，有鍵，有鍵FFH，無(wú)鍵，無(wú)鍵

44、00H INC AL JZ LP4 JMP RP1LP4: RET；返回；返回DOS START ENDPDLY PROC NEAR；延時(shí)子程序；延時(shí)子程序MOV CX,2000LP3: NOP LOOP LP3 RETDLY ENDP END START ;*根據(jù)根據(jù)CHECK配置信息修改下列符號(hào)值配置信息修改下列符號(hào)值*IOY0 EQU 0d200H ;片選片選IOY0對(duì)應(yīng)的端口始地址對(duì)應(yīng)的端口始地址;*MY8255_A EQU IOY0+00H*4 ;8255的的A口地址口地址MY8255_B EQU IOY0+01H*4 ;8255的的B口地址口地址MY8255_C EQU IOY0+

45、02H*4 ;8255的的C口地址口地址MY8255_MODE EQU IOY0+03H*4 ;8255的控制寄存器地址的控制寄存器地址STACK1 SEGMENT STACK DW 100h DUP(?)STACK1 ENDSDATA SEGMENTSAMPDW ? ;要顯示的數(shù)據(jù)要顯示的數(shù)據(jù) SMPOFFDB4 DUP(0)DTABLEDB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDB 7FH,67H,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HDATA ENDSODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATAM

46、OV DS,AX3.6 鍵處理程序?qū)Ψ蔷幋a鍵盤主要是用軟件掃描的辦法進(jìn)行編碼。 以88非編碼鍵盤為例： 鍵盤掃描程序的一般先行掃描，即依次使各行為低電平，然后分別讀出列數(shù)據(jù)，并檢查是否有鍵按下，則找出該鍵的位置并計(jì)算其編碼，然后轉(zhuǎn)入該功能鍵的入口程序地址。若無(wú)鍵按下，則進(jìn)行下一步的掃描，直到八行全部檢查完為止，若都無(wú)鍵按下，則返回。 8255連接的鍵盤接口電路 圖中PB0PB7為行掃描鎖存器的輸出，經(jīng)八個(gè)反相器分別與X7X0相連接。列數(shù)據(jù)的讀入由PA0PA7進(jìn)行控制。X，Y的每一個(gè)交點(diǎn)設(shè)置一個(gè)鍵，其編號(hào)1、264。 圖 3-15 非編碼盤與 CPU 的接口電路 +5V 01 09 17 25

47、33 41 49 57 02 10 18 26 34 42 50 58 03 11 19 27 35 43 51 59 04 12 20 28 36 44 52 60 05 13 21 29 37 45 53 61 06 14 22 30 38 46 54 62 07 15 23 31 39 47 55 63 08 16 24 32 40 48 56 64 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 8255 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 一、掃

48、描鍵值的確定 1、判斷是否有鍵按下CPU依次使X0X7為低電平，其代碼分別為X0（01H），X1（02H），X2（04H），X3（08H），X4（10H），X5（20H），X6（40H），X7（80H），然后由三態(tài)門讀出列線Y0Y7的值，若無(wú)鍵按下為FFH，否則不等于FFH，由此可判斷是否有鍵按下。 2、求十進(jìn)制鍵值分別設(shè)一個(gè)行值寄存器BL和列值寄存器BH，每掃完一行后，如果此行無(wú)鍵按下，則行寄存器加08，否則不加08而轉(zhuǎn)到求列值。求列值的方法是將列值讀數(shù)右移，每移一次列值寄存器加1，直到有鍵按下為止（低電平表示有鍵按下），最后把行值和列值相加并進(jìn)行DAA修正，即可得到所求鍵值。 二、功能鍵入

49、口地址的確定 對(duì)數(shù)字鍵就是要把該鍵值直接送到顯示緩沖區(qū)進(jìn)行顯示。對(duì)功能鍵則是找到該鍵處理程序入口地址，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行。 64鍵全譯碼鍵掃描程序和功能鍵處理（功能鍵散轉(zhuǎn)法）框圖如圖3-16所示，其程序程序 P75。 鍵掃描及編碼程序 求功能鍵地址程序 鍵值寄存器 BL，BH 清零 讀取鍵值 N 輸出使所有行為零 是功能鍵嗎? N Y 有鍵按下嗎？ 數(shù)字鍵送顯示 求偏移量 Y 延時(shí) 20 毫秒 偏移量3 N 有鍵按下嗎？ 取功能鍵轉(zhuǎn)移首址 Y 輸出使 Xi為低電平 列鍵值 BH+1 求功能鍵轉(zhuǎn)移地址 Y 此行有鍵按下嗎？ 列讀數(shù)右移一位 轉(zhuǎn)到相應(yīng)地址 N N 行鍵值寄存器 BL+8 CF=0? Y 求下一行為低電平模型 計(jì)算鍵值 BL+BH 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) N CCS1 CCS2 CCS8 各行均掃描完嗎？ 存鍵值 Y 返回用戶程序 轉(zhuǎn)求功能鍵地址程序 圖 3