數(shù)字濾波系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計報告-wenkub
2022-09-08 13:23:48 本頁面
【正文】 用運算放 大器轉(zhuǎn)換成電壓。但是我們并沒有加這個鎖存器，信號一直輸入，導(dǎo)致濾波效果有些差。 VREF(+)和VREF()都是參考電壓信號端口，這里我讓 VREF()的參考電壓為零，VREF(+)的參考電壓為 +3V。這里我讓 START 和 ALE 均接在單片機(jī)的同一個端口上，即 ，讓單片機(jī)實現(xiàn)程序控制 AD 的轉(zhuǎn)換。其中 IN0IN8是八個模擬量輸入端口， AD0808可以一次對八個模擬量進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，但是在這里我們只使用了其中的一個輸入端 IN0，所以 ADDDA、 ADDB、ADDC 都應(yīng)為 0，所以我讓它們都接地。此外，我們讓單片機(jī)外接四個開關(guān)，通過程序用開關(guān)控制具體使用哪種濾波方式。通過 C語言編程實現(xiàn)濾波 算法。同時也對這幾種濾波算法進(jìn)行了比較，并指出了每一種算法的具體適用范圍和注意事項。我們針對于單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的隨機(jī)干擾，通過手動輸入來模擬數(shù)據(jù)采集過程，驗證了幾種使用 較為普遍的克服隨機(jī)干擾的單片機(jī)數(shù)字濾波算法，并給出了相應(yīng)的C 程序，同時也對這幾種濾波算法進(jìn)行了比較，并指出了每一種算法的具體適用范圍和注意事項。在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)快速發(fā)展的今天，數(shù)據(jù)采集已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)及分布式領(lǐng)域，數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)生了重要的變化。 參考文獻(xiàn)： 計算機(jī)控制技術(shù) （機(jī)械工業(yè)出版社 于海生等編著） C 語言程序設(shè)計（第 2版 清華 大學(xué)出版社 譚浩強(qiáng)主編） 單片機(jī)原理及應(yīng)用（機(jī)械工業(yè)出版社 第二版） 時間 安排 2020 年 7月 1日開始 2020 年 7月 3日驗收答辯 指導(dǎo)教師：齊建玲 教研室主任： 2020 年 7 月 3 日 內(nèi) 容 摘 要 數(shù)據(jù)采集，又稱 數(shù)據(jù)獲取 ，是利用一種裝置，從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內(nèi)部的一個接口 。也可通過 ADC 模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集獲得。 2．對上述信號進(jìn)行數(shù)字濾波處理，可以采用下述濾波算法： （ 1） 加權(quán)平均值濾波 （ 2） 中位值濾波 法 （ 3） 限幅濾波 （ 4） 慣性濾波 3．用虛擬示波器現(xiàn)實濾波前后的波形，分析濾波算法的特點。數(shù)據(jù)采 集技術(shù)廣泛引用在各個領(lǐng)域。 而在數(shù)據(jù)采集中存在著各種噪聲。另外我們使用了 proteus 進(jìn)行仿真驗證這幾種濾波方法。另外我們使用了 proteus 進(jìn)行仿真驗證這幾種濾波方法。硬件上我們用 51 系列單片機(jī) —— AT89C51，利用這個單片機(jī)進(jìn)行編程，實現(xiàn)對輸入信號的濾波，并實現(xiàn)控制。 三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算 1. 單片機(jī) AT89C51 我們使用了 P0 口作為 接受 AD 轉(zhuǎn)換的結(jié)果的端口，而 P1 口則輸出數(shù)據(jù)到 DA 轉(zhuǎn)換器。它的八個輸出端接在單片機(jī) 上，CLOCK 接數(shù)據(jù)采樣時鐘，它可以接在單片機(jī)上由單片機(jī)控制，也可接在另外的數(shù)字時鐘上，這里我選用外接別的時鐘。OE 是輸出允許信號， OE=1時，才能允許輸出，這里我讓它也接在單片機(jī)的端口 ，也是為了讓單片機(jī)實現(xiàn)程序控制 AD0808的輸出。 ３ . 數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出 。用于直通方式下，則 WRWR CS 和 GND 均接地，而 VCC 和 ILE 則接正電源。 數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出電路如下圖所示： 四、總原理圖及元器件清單 1．總原理圖 2．元件清單 元件序號 型號 主要參數(shù) 數(shù)量 備注 單片機(jī) AT 89C51 1 AD 轉(zhuǎn)換器 ADC0808 1 DA 轉(zhuǎn)換器 DAC0832 1 運算放大器 UA741 1 開關(guān) SW— SPST 4 電阻 RES10k 4 示波器 1 加法器 OP： ADD 1 五、算法程序及總程序 限速濾波的基本原理是把兩次相鄰時刻（ n 和 n1）的采樣值 Yn和 Yn1 相減，求出其差值，以絕對值表示，然后將這個差值與兩次采樣允許的最大偏差值 Δ Y 比較，如果兩次采樣值的差值超過了允許的最大偏差值 Δ Y，則認(rèn)為發(fā)生了隨 機(jī)干擾，并認(rèn)為最后一次采樣值Yn 非法，應(yīng)予剔除。 new_value = get_data(N1)。 該濾波方法實際上是一種排序方法，我在此采用的是冒泡法排序。 for(count=0。jN1。j++) if(value_buff[j]value_buff[k]) k=j。 } } return value_buff[(N1)/2]。 具體實現(xiàn)此算法的子程序如下： uchar filter3() { uchar value_buff[N]。 value_buff[i++]=get_data(count)。count++) sum+=value_buff[count]。這種信號的特
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