模拟量输入输出通道的接口技术.ppt

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1、第7章过程控制数据处理的方法7.1数字滤波技术7.2量程自动转换和标度变换7.3测量数据预处理技术7.4DSP在数据处理中的应用7.1数字滤波技术引言：环境需要滤波。目的：提高信/噪这就是数字滤波。方法：①模拟滤波②数字滤波微机控制技术1．数字滤波器的优点（1）无需增加任何硬设备。（2）系统可靠性高，不存在阻抗匹配问题。（3）可多通道共享，从而降低了成本。（4）可以对频率很低(如0.01Hz)的信号进行滤波。（5）使用灵活、方便，可根据需要选择不同的滤波方法，或改变滤波器的参数。在计算机控制系统中得到广泛的应用。微机控制技术2．数字滤

2、波的方法数字滤波的几种常用方法：（1）程序判断滤波（2）中值滤波（3）算术平均值滤波（4）加权平均值滤波（5）滑动平均值滤波（6）RC低通数字滤波（7）复合数字滤波微机控制技术7.1数字滤波技术7.1.1程序判断滤波7.1.2算术平均值滤波7.1.3加权平均值滤波7.1.4滑动平均值滤波7.1.5RC低通数字滤波7.1.6复合数字滤波7.1.7各种数字滤波性能的比较7.1.1程序判断滤波（1）方法：①根据生产经验，确定出相邻两次采样信号之间可能出现的最大允许偏差△Y。②若两次采样信号之间的偏差超过△Y：则表明该输入信号是干扰信号，去掉

3、。小于△Y：将信号作为本次采样值。（2）应用场合：当采样信号由于随机干扰，如大功率用电设备的启动或停止，造成电流的尖峰干扰或误检测，以及变送器不稳定而引起的严重失真等，可采用程序判断法进行滤波。微机控制技术滤波方法——限幅滤波和限速滤波1．限幅滤波作法：

4、Y（k）-Y(k-1)

5、≤△Y,则取Y（k）=Y（k）

6、Y（k）-Y(k-1)

7、＞△Y,则Y（k）=Y（k-1）(7-1)式中：Y（k）——第k次采样值；Y(k-1)——第(k-1)次采样值；△Y——相邻两次采样值允许的最大偏差。（其大小取决于采样周期T及Y值的变化动态响应）。微机控

8、制技术7.1．1程序判断滤波用途：主要用于变化比较缓慢的参数，（温度、物位等）门限值△Y的选取：△Y太大，增大了系统误差允许的程度；△Y太小，又会使计算机采样效率变低。（根据经验数据获得，必要时，也可由实验得出）。微机控制技术7.1．1程序判断滤波2．限速滤波（1）基本原理则最多可用三次采样值来决定采样结果。作法：当

9、Y(2)-Y(1)

10、＞△Y时，再采样一次，取得Y(3)，根据

11、Y(3)-Y(2)

12、与△Y的大小关系来决定本次采样值。：设在t1、t2、t3顺序采样值依次为为Y(1)、Y(2)、Y(3)，若

13、Y(2)-Y(1)

14、≤△Y，取

15、Y(2)输入计算机当

16、Y(2)-Y(1)

17、＞△y时，继续采样取得Y(3)若

18、Y(3)-Y(2)

19、≤△Y时，则取Y(3)输入计算机当

20、Y(3)-Y(2)

21、＞△Y时，则取Y(3)+Y(2)/2输入计算机微机控制技术(7-2)7.1．1程序判断滤波特点:限速滤波是一种折衷的方法，既照顾了采样的实时性，又顾及了采样值变化的连续性。缺点：①△Y的确定不够灵活，必须根据现场的情况不断更换新值；②不能反应采样点数N＞3时各采样数值受干扰情况。实际中，可取[

22、Y(1)-Y(2)

23、+

24、Y(2)-Y(3)]/2取代△Y这样既保持限速滤波的特性，又加大了灵

25、活性。（如图7-1）微机控制技术7.1．1程序判断滤波图7-1限速滤波程序流程图微机控制技术7.1．1程序判断滤波内存分配:20H、21H、22H–Y（1）、Y（2）、Y（3）23H、24H—中间结果LIMIT--△Y滤波结果存放在A累加器中。限速滤波程序如下：微机控制技术7.1．1程序判断滤波ORG8000HPRODT2：MOVA，20H；A←Y（1）CLRC；进位位清零SUBBA，21H；计算Y（1）-Y（2）JNCLOOP1；Y（1）-Y（2）≥0，转LOOP1CPLA；负数，取反加1INCALOOP1：MOV23H，A；23H

26、←｜Y（1）-Y（2）｜MOVA，21H；计算｜Y（2）-Y（3）｜CLRCSUBBA，22HJNCLOOP2CPLA；负数，取反加1INCA（2）程序P197微机控制技术LOOP2：MOV24H，A；24H←｜Y（2）-Y（3）｜ADDA，23H；计算Y=[｜Y(1)-Y(2)

27、+

28、Y(2)-Y(3)｜]/2RRCAMOVLIMIT，A；（LIMIT）←△YMOVA，23HCJNEA，LIMIT，DONE1AJAMPDONE2；｜Y(1)-Y(2)｜＝△Y，转DONE2DONE1：JCDONE2；｜Y(1)-Y(2)｜<△Y，转DO

29、NE2MOVA，24H；A←｜Y(2)-Y(3)｜CJNEA，LIMIT，DONE4AJAMPDONE5；｜Y(2)-Y(3)｜＝△Y，转DONE5DONE4：JCDONE5；｜Y(2)-Y(3)｜<△Y，转DONE5A