数字滤波系统设计课程设计报告

《数字滤波系统设计课程设计报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、北华航天工业学院课程设计报告（论文）设计课题：数字滤波系统设计专业班级：B12222学生姓名：张超李永猛指导教师：齐建玲设计时间：2015年7月1号北华航天工业学院电子工程系计算机控制技术课程设计任务书姓名：张超李永猛专业：自动化班级：B12222指导教师：齐建玲职称：教授课程设计题目：数字滤波系统设计已知技术参数和设计要求：1．利用MATLAB生成一个含随机扰动的正弦信号，在一个周期内采集256个点，并存在RAM里。也可通过ADC模块进行数据采集获得。2．对上述信号进行数字滤波处理，可以采用下述滤波算法：（1）加权平均值滤波（2）中位值滤波法（3）限幅滤波（4

2、）惯性滤波3．用虚拟示波器现实滤波前后的波形，分析滤波算法的特点。4．用单片机做控制微机；5．完成设计报告所需软件和硬件器件：keiluVision编程仿真软件，ProteusPro7.8仿真软件，单片机AT89C51，AD转换器ADC0808，数模转换器DAC0832，运算放大器UA741，开关，示波器，信号发生器。成果验收形式：验收结果，答辩原理，改进方案。参考文献：计算机控制技术（机械工业出版社于海生等编著）C语言程序设计（第2版清华大学出版社谭浩强主编）单片机原理及应用（机械工业出版社第二版）时间安排2015年7月1日开始2015年7月3日验收答辩指导教

3、师：齐建玲教研室主任：2015年7月3日内容摘要数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛引用在各个领域。比如摄像头，麦克风，都是数据采集工具。被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。在互联网行业快速发展的今天，数据采集已经被广泛应用于互联网及分布式领域，数据采集领域已经发生了重要的变化。而在数据采集中存在着各种噪声。滤除噪声的方法有很多种，既有数字滤波器，也有模拟滤波器。这里我们采用了基于单片机和C语言来设计并开发数字滤波系统。我们针对于单片

4、机数据采集系统中经常出现的随机干扰，通过手动输入来模拟数据采集过程，验证了几种使用较为普遍的克服随机干扰的单片机数字滤波算法，并给出了相应的C程序，同时也对这几种滤波算法进行了比较，并指出了每一种算法的具体适用范围和注意事项。另外我们使用了proteus进行仿真验证这几种滤波方法。另外我们还使用了AD和DA来采集及输出数据。目录一概述二方案设计三单元电路设计与参数计算四总原理图及元器件清单五滤波算法介绍及程序六仿真结果及分析七结论八心得体会九参考文献一、概述我们针对于单片机数据采集系统中经常出现的随机干扰，通过手动输入来模拟数据采集过程，验证了几种使用较为普遍的

5、克服随机干扰的单片机数字滤波算法，并给出了相应的C程序。同时也对这几种滤波算法进行了比较，并指出了每一种算法的具体适用范围和注意事项。另外我们使用了proteus进行仿真验证这几种滤波方法。另外我们还使用了AD和DA来采集及输出数据。二、方案设计生活中数字滤波方法有很多种，在这次设计中我们用了四种，分别为：限速滤波、中值滤波、算动平均值滤波和加权平均滤波。通过C语言编程实现滤波算法。硬件上我们用51系列单片机——AT89C51，利用这个单片机进行编程，实现对输入信号的滤波，并实现控制。另外我们还使用了ADC0808进行数据采集，这里AD0808是并联AD转换器，

6、输入信号由时钟信号和正弦信号通过加法器合成输入到AD转换器。然后用DAC0832来进行数模转换，DAC0832输出的是电流，要利用运算放大器转换成电压，通过示波器显示出波形。此外，我们让单片机外接四个开关，通过程序用开关控制具体使用哪种滤波方式。三、单元电路设计与参数计算1.单片机AT89C51我们使用了P0口作为接受AD转换的结果的端口，而P1口则输出数据到DA转换器。另外还利用了P2作为控制端口，P2.0-P2.2用来控制AD转换器，而P2.3-P2.6外接四个开关，用来实现滤波方式的选择。２.数据采集图1ADC0808的引脚图数据采集用的是ADC0808，

7、引脚图如上所示。其中IN0-IN8是八个模拟量输入端口，AD0808可以一次对八个模拟量进行模数转换，但是在这里我们只使用了其中的一个输入端IN0，所以ADDDA、ADDB、ADDC都应为0，所以我让它们都接地。它的八个输出端接在单片机上，CLOCK接数据采样时钟，它可以接在单片机上由单片机控制，也可接在另外的数字时钟上，这里我选用外接别的时钟。START为转换启动信号，在其上跳变时，所有内部寄存器清零，在其下调变时，开始进行AD转换。ALE是地址锁存信号。这里我让START和ALE均接在单片机的同一个端口上，即P2.1，让单片机实现程序控制AD的转换。OE是输

8、出允许信号，OE=1时，