第二章输入通道接口技术.ppt

图2-7ADC0808/0809原理框图第28页，共71页，星期日，2025年，2月5日2．ADC0808/0809的应用图2-8ADC0808/0809的应用原理图第29页，共71页，星期日，2025年，2月5日2.2模拟信号输入通道接口图2-9ADC0808/0809进行A/D转换时各引脚时序图第30页，共71页，星期日，2025年，2月5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31页，共71页，星期日，2025年，2月5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2-10ADC0809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32页，共71页，星期日，2025年，2月5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33页，共71页，星期日，2025年，2月5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34页，共71页，星期日，2025年，2月5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35页，共71页，星期日，2025年，2月5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36页，共71页，星期日，2025年，2月5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37页，共71页，星期日，2025年，2月5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38页，共71页，星期日，2025年，2月5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39页，共71页，星期日，2025年，2月5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