MCS-51單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計課件

1、第六章 微型計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計與實踐6.1 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的基本要求和特點6.2 微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計方法及步驟6.3 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計舉例 6.4 單片機(jī)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)6.5 數(shù) 字 濾 波 典型單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 6.1 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的基本要求和特點1. 設(shè)計的基本要求（1）系統(tǒng)操作性能要好 （2）通用性好、便于擴(kuò)充（3）可靠性要高 采用雙機(jī)系統(tǒng)。 采用集散控制系統(tǒng)。返回本章首頁2. 設(shè)計特點 在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計時，系統(tǒng)設(shè)計人員必須把系統(tǒng)要執(zhí)行的任務(wù)和應(yīng)具備的功能合理地分配給硬件和軟件來實現(xiàn)，做到合理權(quán)衡硬件、軟件的配置，并盡量節(jié)省機(jī)器時間和內(nèi)存空間。硬件設(shè)計主要采用大規(guī)模集成

2、電路。 返回本節(jié)6.2 微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計方法及步驟1. 確定系統(tǒng)整體控制方案第一：要從系統(tǒng)構(gòu)成上考慮，是采用開環(huán)控制還是閉環(huán)控制。第二：考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用什么方案，是采用電機(jī)驅(qū)動、液壓驅(qū)動還是其他方式驅(qū)動，比較各種方案，擇優(yōu)而用。第三：考慮是否有特殊控制要求。 返回本章首頁3. 選擇微型計算機(jī)和外圍設(shè)備（1）較完善的中斷系統(tǒng) （2）足夠的存儲容量（3）完備的輸入輸出通道和實時時鐘（4）字長（5）速度（6）指令種類和數(shù)量（7）尋址范圍和尋址方式 （8）內(nèi)部存儲器的種類和數(shù)量 4. 系統(tǒng)總體設(shè)計（1）估計內(nèi)存容量、進(jìn)行內(nèi)存分配（2）過程通道和中斷處理方式的確定（3）系統(tǒng)總線的選擇 （4）操作臺的控

3、制6. 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)是要把已調(diào)好的各程序功能塊按照總體設(shè)計要求連成一個完整的程序。程序調(diào)試完成后，還要進(jìn)行在線仿真，然后進(jìn)行試運行。經(jīng)過一段考機(jī)和試運行后，即可投入正式運行。圖6-1 控制系統(tǒng)設(shè)計步驟流程圖返回本節(jié)6.3 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計舉例 6.3.1 硬件電路6.3.2 數(shù)字控制器的數(shù)學(xué)模型6.3.3 控制系統(tǒng)程序設(shè)計返回本章首頁1. 檢測元件及變送器 檢測元件選用鎳鉻-鎳鋁熱電偶，分度號為EU，適用于01000的溫度測量范圍，相應(yīng)輸出電壓為0mV41.32mV。 變送器由毫伏變送器和電流/電壓變送器組成：毫伏變送器用于把熱電偶輸出的041.32mV變換成010mA范圍內(nèi)的電流；電流

4、/電壓變送器用于把毫伏變送器輸出的010mA電流變換成05V范圍內(nèi)的電壓。 表6-1 溫度-數(shù)字量對照表3. 溫度控制電路如圖 雙向可控硅和加熱絲串接在交流回路，因此可控硅導(dǎo)通時間決定加熱絲的 加熱功率。圖6-3給出了可控硅在給定周期T內(nèi)具有不同導(dǎo)通時間的情況。過零信號是正弦交流電壓過零時刻的同步脈沖，可使可控硅在交流電壓正弦波過零后觸發(fā)導(dǎo)通。過零同步脈沖由過零觸發(fā)電路產(chǎn)生，如圖6-4所示。圖6-3 輸出功率與通斷時間的關(guān)系圖6-4 過零觸發(fā)電路返回本節(jié)6.3.2 數(shù)字控制器的數(shù)學(xué)模型 閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可近似看成一階慣性環(huán)節(jié)加一個延遲環(huán)節(jié)。用擴(kuò)充響應(yīng)曲線法選擇PID參數(shù)(1)斷開數(shù)字控制器，使系統(tǒng)

5、在手動狀態(tài)下工作；將被調(diào)量調(diào)節(jié)到給定值附近，并使之穩(wěn)定下來；然后突然改變給定值，給對象一個階躍輸入信號。(2)用記錄儀表記錄被調(diào)量在階躍輸入下的整個變化過程曲線。返回本節(jié)被控對象的階躍響應(yīng)曲線 (3)在曲線最大斜率處作切線，求得滯后時間、被控對象時間常數(shù)T，以及它們的比值T/。(4)根據(jù)所求得的T、和它們的比值T/，選擇一個控制度，查表即可求得控制器的KP、TI、TD和采樣周期T。表中的控制度的求法與擴(kuò)充臨界比例度法相同。擴(kuò)充響應(yīng)曲線法整定參數(shù)表6.3.3 控制系統(tǒng)程序設(shè)計圖6-5 主程序流程圖1. 主程序圖6-6 T0中斷服務(wù)程序流程圖返回本節(jié)6.4單片機(jī)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù) 6.4.1 干擾源

6、及其分類6.4.2 干擾對單片機(jī)系統(tǒng)的影響 6.4.3 硬件抗干擾技術(shù)返回本章首頁 二、 干擾源的分類 1. 從干擾的來源劃分 1) 內(nèi)部干擾 內(nèi)部干擾是應(yīng)用系統(tǒng)本身引起的各種干擾, 包括固定干擾和過渡干擾兩種。固定干擾是指信號間的相互串?dāng)_、長線傳輸阻抗失配時反射噪聲、負(fù)載突變噪聲以及供電系統(tǒng)的浪涌噪聲等。過渡干擾是指電路在動態(tài)工作時引起的干擾。 2) 外部干擾 外部干擾是由系統(tǒng)外部竄入到系統(tǒng)內(nèi)部的各種干擾。包括某些自然現(xiàn)象（如閃電、 雷擊、地球或宇宙輻射等）引起的自然干擾和人為干擾（如電臺、車輛、家用電器、電器設(shè)備等發(fā)出的電磁干擾, 以及電源的工頻干擾）。 一般來說, 自然干擾對系統(tǒng)影響不大

7、, 而人為干擾則是外部干擾的關(guān)鍵。 圖 1 內(nèi)部和外部干擾示意圖 裝置開口或隙縫處進(jìn)入的輻射干擾(輻射) 電網(wǎng)變化干擾(傳輸) 周圍環(huán)境用電干擾(輻射、 傳輸、 感應(yīng)) 外部傳輸線上的反射干擾(傳輸) 系統(tǒng)接地不妥引入的干擾(傳輸、 感應(yīng)) 外部線間串?dāng)_(傳輸、 感應(yīng)) 邏輯線路不妥造成的過渡干擾(傳輸) 線間串?dāng)_(感應(yīng)、 傳輸) 電源干擾(傳輸) 強(qiáng)電器引入的接觸電弧和反電動勢干擾(輻射、 傳輸、 感應(yīng))11內(nèi)部接地不妥引入的干擾(傳輸)12漏磁感應(yīng)(感應(yīng))13內(nèi)部傳輸線反射干擾(傳輸)14漏電干擾(傳輸) 2. 按干擾出現(xiàn)的規(guī)律劃分 固定干擾 2) 半固定干擾 3) 隨機(jī)干擾 3. 從干擾

8、與輸入信號的關(guān)系劃分 串模干擾 2) 共模干擾 圖2 串模干擾和共模干擾(a) 串模干擾；(b) 共模干擾 圖3 串模干擾與共模干擾波形(a) 直流信號； (b) 串模干擾； (c) 共模干擾； (d) 串模干擾與共模干擾共同作用.表 1 常見干擾的種類 返回本節(jié)6.4.2 干擾對單片機(jī)系統(tǒng)的影響 圖 4 干擾入侵單片機(jī)系統(tǒng)的途徑 6.4.3 硬件抗干擾技術(shù) 6.4.3.1 串模干擾的抑制方法 一、 光電隔離 圖 5 二極管、三極管光電耦合器 1. 輸入輸出隔離 1) 脈沖電路的應(yīng)用(開關(guān)光電耦合器) 門電路將不同電位的信號, 加到光電耦合器上, 構(gòu)成簡單的邏輯電路, 可方便地用于各種邏輯電路

9、相連的輸入端, 能把信號送到輸出端, 而輸入端的噪聲不會送出。 2) 整形放大(線性光電耦合器) 在測量微弱電流時, 常常采用由光電耦合器構(gòu)成的整形放大器。若放大器中使用機(jī)械換流器(或場效應(yīng)管)時, 響應(yīng)速度慢, 有尖峰干擾, 影響電路工作。采用光電耦合器就沒有這樣的問題, 尖峰噪聲可以去掉。 圖 6 可控硅感性負(fù)載開關(guān)電路二、 硬件濾波電路 圖 7 四種濾波器的結(jié)構(gòu)圖 三、 過壓保護(hù)電路 在輸入通道上采用一定的過壓保護(hù)電路, 以防引入高壓, 損壞系統(tǒng)電路。 過壓保護(hù)電路由限流電阻和穩(wěn)壓管組成, 穩(wěn)壓值以略高于最高傳送信號電壓為宜。對于微弱信號（0.2 V 以下）, 采用兩支反并聯(lián)的二極管,

10、也可起到過壓保護(hù)作用。 四、 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 有時, 有效信號的頻譜與干擾的頻譜相互交錯, 使用一般硬件濾波很難分離, 可采用調(diào)制解調(diào)技術(shù)。先用已知頻率的信號對有效信號進(jìn)行調(diào)制, 調(diào)制后的信號頻譜應(yīng)遠(yuǎn)離干擾信號的頻譜區(qū)域。傳輸中各種干擾信號很容易被濾波器濾除, 被調(diào)制的有效信號經(jīng)解調(diào)器解調(diào)后,恢復(fù)原狀。有時, 不用硬件解調(diào), 運用軟件中的相關(guān)算法, 也可達(dá)到解調(diào)的目的。 五、 抗干擾穩(wěn)壓電源 (1) 應(yīng)用系統(tǒng)的供電線路和產(chǎn)生干擾的用電設(shè)備分開供電。 (2) 通過低通濾波器和隔離變壓器接入電網(wǎng), 如圖 8 所示。 (3) 整流組件上并接濾波電容。濾波電容選用1 000 pF 0.01 F的瓷片電容

11、, 接法參見圖 8。 (4) 采用高質(zhì)量的穩(wěn)壓電源。 圖 8 抗干擾穩(wěn)壓電源 六、 數(shù)字信號采用負(fù)邏輯傳輸 干擾源作用于高阻線路上, 容易形成較大幅度的干擾信號, 而對低阻線路影響要小一些。在數(shù)字系統(tǒng)中, 輸出低電平時內(nèi)阻較小, 輸出高電平時內(nèi)阻較大。如果我們采用負(fù)邏輯傳輸, 就可以減少干擾引起的誤動作, 提高數(shù)字信號傳輸?shù)目煽啃浴?6.4.3.2 共模干擾的抑制方法 一、 平衡對稱輸入 在設(shè)計信號源時盡可能做到平衡和對稱,否則會產(chǎn)生附加的共模干擾。 二、 選用高質(zhì)量的差動放大器 要求差動放大器具有高增益、低噪聲、低漂移、寬頻帶等特點, 以便獲得足夠高的共模抑制比。 三、 良好的接地系統(tǒng) 接地

12、不良時將形成較明顯的共模干擾。如沒有條件進(jìn)行良好接地, 不如將系統(tǒng)浮置起來, 再配合采用合適的屏蔽措施, 效果也不錯。 四、 系統(tǒng)接地點的正確連接 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中存在的地線有: 數(shù)字地、 模擬地、 功率地、 信號地和屏蔽地。 1. 一點接地和多點接地的應(yīng)用原則 (1) 一般高頻電路應(yīng)就近多點接地, 低頻電路應(yīng)一點接地。在高頻電路中, 地線上具有電感, 因而增加了地線阻抗, 而且地線變成了天線, 向外輻射噪聲信號, 因此, 要多點就近接地。在低頻電路中, 接地電路若形成環(huán)路, 對系統(tǒng)影響很大, 因此應(yīng)一點接地。 (2) 交流地、功率地與信號地不能公用。 流過交流地和功率地的電流較大, 會造成數(shù)

13、毫伏、甚至幾伏電壓, 這會嚴(yán)重地干擾低電平信號的電路, 因此信號地與交流地、功率地分開。 (3) 信號地與屏蔽地的連接不能形成死循環(huán)回路。 否則會感生出電壓, 形成干擾信號。 (4) 數(shù)字地與模擬地應(yīng)分開, 最后單點相連。 2. 印制板的地線布置 圖 9 導(dǎo)線的長度寬度與 圖10 芯片的布置 五、 屏蔽 用金屬外殼將整機(jī)或部分元器件包圍起來, 再將金屬外殼接地, 就能起到屏蔽的作用, 對于各種通過電磁感應(yīng)引起的干擾特別有效。 屏蔽外殼的接地點要與系統(tǒng)的信號參考點相接,而且只能單點接地, 所有具有同參考點的電路必須裝在同一屏蔽盒內(nèi)。如有引出線, 應(yīng)采用屏蔽線, 其屏蔽層應(yīng)和外殼在同一點接系統(tǒng)參考

14、點。參考點不同的系統(tǒng)應(yīng)分別屏蔽, 不可共處一個屏蔽盒內(nèi)。 六、 其他抗干擾方法遠(yuǎn)距離電流型信號傳輸遠(yuǎn)距離雙絞線傳輸戶外傳輸線加裝避雷器遠(yuǎn)距離傳輸線加裝浪涌吸收裝置返回本節(jié)6.4 軟件抗干擾技術(shù) 6.4.1 數(shù)字量I/O通道中的軟件抗干擾 一、 數(shù)字量輸入方法二、 數(shù)字量輸出方法 圖.11 開關(guān)量信號采樣流程 6.4.2 程序執(zhí)行過程中的軟件抗干擾 一、 程序“跑飛”二、 指令冗余 三、 軟件陷阱 則下面三條指令即組成一個“軟件陷阱”: NOP NOP LJMP ERR “軟件陷阱”一般安排在下列四種地方。 1. 未使用的中斷向量區(qū) MCS - 51 單片機(jī)的中斷向量區(qū)為 0003H002FH,

15、 如果系統(tǒng)程序未使用完全部中斷向量區(qū), 則可在剩余的中斷向量區(qū)安排“軟件陷阱”, 以便能捕捉到錯誤的中斷。 如某系統(tǒng)使用了兩個外部中斷INT0、INT1和一個定時器溢出中斷T0, 它們的中斷服務(wù)子程序入口地址分別為FUINT0、 FUINT1和 FUT0, 即可按下面的方式來設(shè)置中斷向量區(qū): ORG 0000H 0000H START: LJMP MAIN ; 引向主程序入口0003H LJMP FUINT0 ; INT0中斷服務(wù)程序入口006H NOP ; 冗余指令007H NOP 008H LJMP ERR ; 陷阱0013H LJMP FUT0 ; T0中斷服務(wù)程序入口00EH NOP

16、; 冗余指令 00FH NOP ; 0010H LJMP ERR ; 陷阱0013H LJMP FUINT1 ; INT1中斷服務(wù)程序入口0016H NOP ; 冗余指令0017H NOP 0018H LJMP ERR ; 陷阱001BH LJMP ERR ; 未使用T1中斷, 設(shè)陷阱001EH NOP ; 冗余指令001FH NOP 0020H LJMP ERR ; 陷阱 0023H LJMP ERR ; 未使用串口中斷, 設(shè)陷阱0026H NOP ; 冗余指令0027H NOP 0028H LJMP ERR ; 陷阱002BH LJMP ERR ; 未使用T2中斷, 設(shè)陷阱002EH NO

17、P ; 冗余指令002FH NOP 0030H MAIN: ; 主程序 2. 未使用的大片EPROM空間 程序一般都不會占用EPROM芯片的全部空間, 對于剩余未編程的EPROM空間, 一般都維持原狀, 即其內(nèi)容為 0FFH。 0FFH對于MCS - 51 單片機(jī)的指令系統(tǒng)來說是一條單字節(jié)的指令: MOV R7, A。 如果程序“跑飛”到這一區(qū)域, 則將順利向后執(zhí)行, 不再跳躍（除非又受到新的干擾）。因此在這段區(qū)域內(nèi)每隔一段地址設(shè)一個陷阱, 就一定能捕捉到“跑飛”的程序。 3. 表格 有兩種表格: 一類是數(shù)據(jù)表格, 供MOVC A, A+PC 指令或MOVC A, A+DPTR指令使用, 其內(nèi)

18、容完全不是指令。另一類是散轉(zhuǎn)表格, 供JMP A+DPTR指令使用, 其內(nèi)容為一系列的 3 字節(jié)指令LJMP或 2 字節(jié)指令A(yù)JMP。 由于表格的內(nèi)容與檢索值有一一對應(yīng)的關(guān)系, 在表格中間安排陷阱會破壞其連續(xù)性和對應(yīng)關(guān)系, 因此只能在表格的最后安排陷阱。如果表格區(qū)較長, 則安排在最后的陷阱不能保證一定能捕捉“跑飛”來的程序, 有可能在中途再次“跑飛”, 這時只好指望別處的陷阱或冗余指令來捕捉。 4. 程序區(qū) 程序區(qū)是由一系列的指令構(gòu)成的, 不能在這些指令中間任意安排陷阱, 否則會破壞正常的程序流程。但是, 在這些指令中間常常有一些斷點, 正常的程序執(zhí)行到斷點處就不再往下執(zhí)行了, 這類指令有LJ

19、MP、 SJMP、 AJMP、 RET、 RETI, 這時PC的值應(yīng)發(fā)生正常跳變。 如果在這些地方設(shè)置陷阱就有可能捕捉到“跑飛”的程序。 例如, 對一個累加器A的內(nèi)容的正、負(fù)和零的情況進(jìn)行三分支的程序, 軟件陷阱安排如下: JNZ XYZ ; 零處理 AJMP ABC ; 斷點NOPNOPLJMP ERR ; 陷阱XYZ: JB ACC.7, UVW ; 正處理 AJMP ABC ; 斷點 NOP NOP LJMP ERR ; 陷阱UVW: ; 負(fù)處理ABC: MOV A, R2 ; 取結(jié)果 RET ; 斷點 NOP NOP LJMP ERR ; 陷阱 四、 WATCHDOG 如果“跑飛”的程

20、序落到一個臨時構(gòu)成的死循環(huán)中, 冗余指令和軟件陷阱都將無能為力, 這時可采取WATCHDOG（俗稱“看門狗”）措施。 WATCHDOG有如下特性: (1) 本身能獨立工作, 基本上不依賴于CPU。 CPU只在一個固定的時間間隔內(nèi)與之打一次交道, 表明整個系統(tǒng)“目前尚屬正?！薄?(2) 當(dāng)CPU落入死循環(huán)后, 能及時發(fā)現(xiàn)并使整個系統(tǒng)復(fù)位。 圖 12 硬件WATCHDOG電路 也可以用軟件程序來形成WATCHDOG。例如, 可以采用 8031 的定時器T0來形成WATCHDOG。將T0的溢出中斷設(shè)為高優(yōu)先級中斷, 其它中斷均設(shè)置為低優(yōu)先級中斷,若采用 6MHz的時鐘, 則可用以下程序使T0 定時約

21、 10 ms來形成軟件WATCHDOG: MOV TMOD, 01H ; 置T0為定時器 SETB ET0 ; 允許T0中斷 SETB PT0 ; 設(shè)置T0為高優(yōu)先級中斷 MOV TH0, 0E0H ; 定時約 10 ms SETB TR0 ; 啟動T0 SETB EA ; 開中斷 6.4.3 系統(tǒng)的恢復(fù) 一、 系統(tǒng)的復(fù)位 如用軟件WATCHDOG使系統(tǒng)復(fù)位時, 程序出錯有可能發(fā)生在中斷子程序中, 中斷激活標(biāo)志已經(jīng)置位, 它將阻止同級的中斷響應(yīng), 由于軟件WATCHDOG是高級中斷, 它將阻止所有的中斷響應(yīng)。由此可見清除中斷激活標(biāo)志的重要性。 在所有的指令中, 只有RETI指令能清除中斷激活標(biāo)

22、志。前面提到的出錯處理程序ERR主要是完成這一功能。 這部分程序如下: ORG 3000H ERR: CLR EA ; 關(guān)中斷 MOV DPTR, ERR1 ; 準(zhǔn)備返回地址 PUSH DPL PUSH DPH RETI ; 清除高優(yōu)先級中斷激活標(biāo)志ERR1: MOV 66H, 0AAH ; 重建上電標(biāo)志 MOV 67H, 55H CLR A ; 準(zhǔn)備復(fù)位地址 PUSH ACC ; 壓入復(fù)位地址 PUSH ACC RETI ; 清除低級中斷激活標(biāo)志 圖 13 系統(tǒng)復(fù)位策略 二、 熱啟動的過程 在進(jìn)行熱啟動時, 為使啟動過程能順利進(jìn)行, 首先關(guān)中斷并重新設(shè)置堆棧。 即使系統(tǒng)復(fù)位的第一條指令應(yīng)為關(guān)

23、中斷指令。 因為熱啟動過程是由軟件復(fù)位（如軟件WATCHDOG等）引起的, 這時中斷系統(tǒng)未被關(guān)閉, 有些中斷請求允許正在排隊等待響應(yīng); 再者，在熱啟動過程中要執(zhí)行各種子程序, 而子程序的工作需要堆棧的配合, 在系統(tǒng)得到正確恢復(fù)之前堆棧指針的值是無法確定的, 所以在正式恢復(fù)之前要先設(shè)置好棧底，即第二條指令應(yīng)為重新設(shè)置棧底指令。然后,將所有的I/O設(shè)備都設(shè)置成安全狀態(tài), 封鎖I/O操作, 以免干擾造成的破壞進(jìn)一步擴(kuò)大。 接著, 根據(jù)系統(tǒng)中殘留的信息進(jìn)行恢復(fù)工作。 圖 14 三中取二表決流程 三、 系統(tǒng)信息的恢復(fù) 首先將要恢復(fù)的單字節(jié)信息及它的兩個備份信息分別存放到工作寄存器R2、R3 和R4 中,

24、 再調(diào)用表決子程序。子程序出口時, 若F0=0, 表示表決成功, 即三個數(shù)據(jù)中有兩個是相同的; 若F0=1, 表示表決失敗, 即三個數(shù)據(jù)互不相同。表決結(jié)果存放在累加器A中, 程序如下: VOTE3: MOV A, R3 ; 第一數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)比較 XRL A, R3 ; JZ VOTE32 MOV A, R2 ; 第一數(shù)據(jù)與第三數(shù)據(jù)比較 XRL A, R4 JZ VOTE32 MOV A, R3 ; 第一數(shù)據(jù)與第三數(shù)據(jù)比較 XRL A, R4 ; JZ VOTE31 SETB F0 ; 失敗 RET VOTE31: MOV A, R3; 以第二數(shù)據(jù)為準(zhǔn) MOV R2, AVOTE32: CLR

25、 F0 ; 成功 MOV A, R2 ; 取結(jié)果 RET 對于雙字節(jié)數(shù)據(jù), 表決前將三份數(shù)據(jù)分別存入R2R3、 R4R5、 R6R7中, 表決成功后, 結(jié)果在R2R3中。 程序如下: VOTE2: MOV A , R2 ; 第一數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)比較 XRL A, R4 JNZ VOTE21 MOV A, R3 XRL A, R5 JZ VOTE25VOTE21: MOV A, R2 ; 第一數(shù)據(jù)與第三數(shù)據(jù)比較 XRL A, R6 JNZ VOTE22 MOV A, R3 XRL A, R7 JZ VOTE25 VOTE22: MOV A, R4; 第二數(shù)據(jù)與第三數(shù)據(jù)比較 XRL A, R6 JN

26、Z VOTE23 MOV A, R5 XRL A, R7 JZ VOTE24VOTE23: SETB F0 ; 失敗 RET VOTE24: MOV A, R4; 以第二數(shù)據(jù)為準(zhǔn) MOV R2, A MOV A, R5 MOV R3, AVOTE25: CLR F0 ; 成功 RET 返回本節(jié)6.5 數(shù) 字 濾 波 數(shù)字濾波有如下優(yōu)點: (1) 數(shù)字濾波是由軟件程序?qū)崿F(xiàn)的, 不需要硬件, 因此不存在阻抗匹配的問題。 (2) 對于多路信號輸入通道, 可以共用一個軟件“濾波器”, 從而降低設(shè)備的硬件成本。 (3) 只要適當(dāng)改變?yōu)V波器程序或運算參數(shù), 就能方便地改變?yōu)V波特性, 這對于低頻脈沖干擾和隨

27、機(jī)噪聲的克服特別有效。 一、 低通濾波 若一階RC模擬低通濾波器的輸入電壓為X(t), 輸出為Y(t), 它們之間存在如下關(guān)系: 為了進(jìn)行數(shù)字化, 必須應(yīng)用它們的采樣值, 即 如果采樣間隔t足夠小, 則式（ 9 - 1 ）的離散值近似為 即 令 則式（9 - 3）可化為 (9-3)若采樣間隔t足夠小, 則 , 濾波器的截止頻率為 圖 15 低通濾波器程序流程圖 為計算方便, a取一整數(shù), （1-a）用256-a來代替。 計算結(jié)果舍去最低字節(jié)即可, 設(shè)Yn-1存放在 30H（整數(shù)）和 31H（小數(shù)）兩單元中, Yn存放在 32H（整數(shù)）和 33H（小數(shù)）中。 程序如下: F1: MOV 30H,

28、 32H ; 更新Yn-1 MOV 31H, 33H ACALL INPUT ; 采樣Xn MOV B, 8 ; 計算aXn MUL AB MOV 32H , B ; 臨時存入Yn中 MOV 33H , A MOV B, 248 ; 計算（1-a）Yn-1 MOV A, 31H MUL AB RLC A MOV A, B ADDC A, 33H ; 累加到Y(jié)n中 MOV 33H , A INC F11 INC 32HF11: MOV B, 248 MOV A, 30H MUL AB ADD A, 33H MOV 33H, A MOV A, B ADDC A, 32H MOV 32, A RET 二、 限幅濾波 圖.16 限幅濾波程序流程圖 PUSH ACC ; 保護(hù)現(xiàn)場 PUSH PSW MOV A, 30H ; YnA CLR C SUBB A, 31H ; 求Yn-Yn-1-1 INC LP0 ; Yn-Yn-10嗎？ CPL A ; Yn Y？LP1 : MOV 32H, 30H ; 等于Y, 本次采樣值有效 SJMP LP3 LP2: JC LP1 ; 小于Y, 本次采樣值有效 MOV 32H, 31H ; 大于Y, Yn =Yn-1LP3: POP PSW POP ACC RET 三、 中值濾波 中