微型計算機控制技術于海生第6章-資料下載頁

　　

【正文】 60 24 25 26 23 序 號 采樣值 采樣數據明顯存在 被干擾 現象（彩色數據）。 采用算術平均值濾波后，其采樣值為： Y=(24+25+20+27+24+60+24+25+ 26+23)/10=28 干擾被平均到采樣值中去了 3） 平均值濾波法一般適用于具有周期性干擾噪聲的信號，但對偶然出現的脈沖干擾信號，濾波效果尚不理想。 特點： 1） N值決定了信號平滑度和靈敏度。隨著 N的增大，平滑度提高，靈敏度降低。應該視具體情況選擇 N，以便得到滿意的濾波效果。 2） 對每次采樣值給出相同的加權系數，即 1/N。在不同采樣時刻采集數據受到同樣重視。實際上某些場合需要增加新采樣值在平均值中的比重，可采用 加權平均值濾波法 。濾波公式為： Y=R0Y0+ R1Y1+ R2Y2+…+ RmYm。 中位值濾波法的原理是對被測參數連續采樣 m次 (m≥3) 且是 奇數 ，并按大小順序排列；再 取中間值 作為本次采樣的有效數據。 特點 :中位值濾波法對脈沖干擾信號等 偶然因素引發的干擾有良好的濾波效果 。如對溫度、液位等變化緩慢的被測參數采用此法會收到良好的濾波效果；對流量、速度等快速變化的參數一般不宜采用中位值濾波法 中位值濾波法和平均值濾波法結合起來使用，濾波效果會更好。即在每個采樣周期，先用中位值濾波法得到 m個濾波值，再對這 m個濾波值進行算術平均，得到可用的被測參數。也稱為 去脈沖干擾平均值濾波法 . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 24 25 20 27 24 60 24 25 26 例：某壓力儀表采樣數據如下： 序 號 采樣值 采樣數據明顯存在 被干擾 現象（彩色數據）。 采用去脈沖干擾平均值濾波后，其采樣值為： 25 對 3次采樣中位值濾波后值： 24 對 6次采樣中位值濾波后值： 27 對 9次采樣中位值濾波后值： 25 由于大的隨機干擾或采樣器的不穩定 ， 使得采樣數據偏離實際值太遠 ， 為此 采用上 、 下限限幅 ， 當 y(n)≥y H時 ， 則取 y(n)=yH(上限值 ) 當 y(n)≤y L時 ， 則取 y(n)=yL(下限值 ) 當 yL＜ y(n)＜ yH時 ， 則取 y(n)。 而且采用限速 (亦稱 限制變化率 )， 當 |y(n)y(n1)|≤Δy 0時 ， 則取 y(n)。 當 |y(n)y(n1)|＞ Δy 0時 ， 則取 y(n)=y(n1)。 其中 Δy 0為兩次相鄰采樣值之差的可能最大變化量 。 Δy 0值的選取 ， 取決于采樣周期 T及被測參數 y應有的正常變化率 。 因此 ， 一定要按照實際情況來確定 Δy 0、 yH及 yL， 否則 ，非但達不到濾波效果 ， 反而會降低控制品質 。 RC 其中 Tf=RC,它的濾波效果取決于濾波時間常數 Tf。因此， RC濾波器不可能對極低頻率的信號進行濾波。為此，人們模仿上式做成一階慣性濾波器亦稱低通濾波器。 其中， α 稱為濾波系數，且 0＜ α ＜ 1， Ts為采樣周期， Tf為濾波器時 根據慣性濾波器的頻率特性，若濾波系數 α 越大，則帶寬越窄 ，濾波頻率也越低。因此，需要根據實際情況，適當選取 α 值，使得被測參數既不出現明顯的紋波，反應又不太遲緩。 sTsxsyf??11)()()()()1()( nxnyT nynyTsf ????)1()()1()1()()( ????????? nynxαnyTT TnxTT Tnysffsfs ? 開關量的軟件抗干擾技術 (數字量 )信號 輸出 抗干擾措施 在軟件上，最為有效的方法就是 重復輸出同一個數據 。只要有可能，其重復周期盡可能短些。 輸出設備是電位控制型還是同步鎖存型，對干擾的敏感性相差較大。前者有良好的抗 “ 毛刺 ” 干擾能力，后者不耐干擾，當鎖存線上出現干擾時，它就會盲目鎖存當前的數據，也不管此時數據是否有效。 (數字量 )信號 輸入 抗干擾措施 干擾信號多呈毛刺狀，作用時間短，利用這一特點，我們在采集某一開關量信號時，可 多次重復采集 ，直到連續兩次或兩次以上 結果完全一致 方為有效。 指令冗余技術 CPU受干擾后，往往將操作數當作操作碼執行，造成程序混亂。 ※ 當程序彈飛到一單字節指令上時，便自動納入正軌； ※ 當程序彈飛到一雙字節指令上時（操作碼、操作數），有可能落到操作數上，從而繼續出錯； ※ 當程序彈飛到一三字節指令上時（操作碼、操作數、操作數），因其有兩個操作數，從而繼續出錯機會更大 。 應多采用單字節指令，并在關鍵地方人為插入一些單字節指令，或將有效單字節指令重復書寫，提高彈飛程序納入正軌的機會，這便是指令冗余。 實現方法 ： 在一些對程序流向起決定作用的 指令之前 插入兩條 NOP指令，以保證彈飛的程序迅速納入正確的控制軌道。這些指令有：RET、 RETI、 LCALL、 LJMP、 JZ/JNZ、 JC/JNC、JB/JNB、 JBC、 CJNE、 DJNZ等。 如：利用減法比較兩無符號數的大小程序（數放 A、 B中）： 無指令冗余程序 ： CLR C SUBB A,B JC BBIG … … BBIG:NOP ….. 有指令冗余的情況： CLR C SUBB A,B NOP NOP JC BBIG … … BBIG:NOP ….. 指令冗余缺點： 降低指令執行效率 指令冗余特點 ： ； ，使其很快納入程序軌道，使CPU按“操作碼、操作數”方式運行，但不能保證失控期間不干壞事，更不能保證程序納入正常軌道后太平無事。因為彈飛的程序已經偏離正常順序，做了不該做的事。解決這個問題還要靠軟件容錯技術，減少或消滅程序誤動作。 ，首先彈飛的程序要落到程序區，其次必須執行到冗余的指令。 當程序彈飛到非程序區時，或彈飛的程序碰到冗余指令前已形成死循環，都會使冗余指令失去作用。 軟件陷阱技術 ☆ 所謂軟件陷阱 ，就是一條引導指令，強行將撲獲的程序引向一個指定的地址，在那里有一段專門對程序出錯進行處理的程序。 ☆ 軟件陷阱由三條指令構成： NOP NOP LJMP ERR 。ERR錯誤處理程序入口 ☆ 軟件陷阱安排在下列四種地方： 1）未使用的中斷向量區 2）未使用的大片 ROM區 3）表格區尾部 4）程序區 本章節課程到此結束！