【正文】 。一個(gè) n位的轉(zhuǎn)換器，需要2n1個(gè)比較器。 ?在硬件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先考慮選擇單片機(jī)，然后確定與之配套的外圍芯片。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 基于 ARM 內(nèi)核的單片機(jī) ?ARM架構(gòu)是 ARM公司面向市場(chǎng)設(shè)計(jì)的第一款低成本 RISC微處理器。譯碼器一般有兩種 ,十六進(jìn)制型和 BCD型。 ?LCD的驅(qū)動(dòng)電壓通常采交流電壓。通常第一個(gè)被按下或最后一個(gè)松開(kāi)的鍵產(chǎn)生鍵碼?；覊m、油污等對(duì)其表面影響較大，因而需要經(jīng)常維護(hù)，另外它還容易受到噪聲干擾。 ?等距節(jié)點(diǎn)分段插值：適用于非線性特性曲率變化不大的場(chǎng)合。 當(dāng)測(cè)量次數(shù) N足夠多且測(cè)量值服從正態(tài)分布時(shí)，若某次測(cè)量值 Xi所對(duì)應(yīng)的剩余誤差 Vi＞ 3σ ，則認(rèn)為該 Xi為壞值，予以剔除。 克服大脈沖干擾的數(shù)字濾波法 ㈠ .限幅濾波法 ㈡ .中值濾波法 抑制小幅度高頻噪聲的平均濾波法 ㈠ .算數(shù)平均 ㈡ .滑動(dòng)平均 ㈢ .加權(quán)滑動(dòng)平均 ㈣ .一階滯后濾波法 復(fù)合濾波法 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 克服大脈沖干擾的數(shù)字濾波法 2022/3/13 64 限幅濾波法 中值濾波法 對(duì)溫度、液位等緩慢變化（呈現(xiàn)單調(diào)變化）的被測(cè)參數(shù)，有良好的濾波效果，但對(duì)流量、壓力等變化較快的被測(cè)量一般不宜采用此方法。 ?靜態(tài)誤差包括系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。紅外線觸摸屏由于依靠感應(yīng)紅外線運(yùn)作，外界光線變化會(huì)影響其準(zhǔn)確性 ,且紅外線觸摸屏不防水不防污物，甚至非常細(xì)小的外來(lái)物體也會(huì)導(dǎo)致誤差，影響性能。 硬件（ RS觸發(fā)器）消抖 軟件（延時(shí)消抖） 按鍵抖動(dòng)過(guò)程 （ 1）按鍵抖動(dòng) LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 鍵盤(pán)的抖動(dòng)與串鍵 (二 ) 2022/3/13 42 （ b）按鍵連擊處理 （ a）按鍵單擊處理 （ 2）單次鍵入與連擊 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 鍵盤(pán)的抖動(dòng)與串鍵 (三 ) 2022/3/13 43 方法一： 最后仍被按下的鍵是有效的正確按鍵。為適應(yīng)多像素顯示，將顯示器件的電極制成矩陣結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多像素顯示。 為了適用于不同的驅(qū)動(dòng)方式 ,每種結(jié)構(gòu)形式又有共陽(yáng)極和共陰極兩種產(chǎn)品類(lèi)型。 ?目前已有初檔 8位單片機(jī)、中檔 8位單片機(jī) 、高檔 8位單片機(jī)等。 ?近年來(lái) , Σ－ Δ型 A/D轉(zhuǎn)換器以其分辨率高、線性度好、成本低等特點(diǎn)，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，特別在既有模擬又有數(shù)字信號(hào)處理場(chǎng)合。 輸入電壓范圍、功率損耗等 分辨率 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 幾種常見(jiàn)的 A/D轉(zhuǎn)換器原理 2022/3/13 17 常見(jiàn) A/D轉(zhuǎn)換器原理 并行比較型 逐次比較型 雙積分型 Σ－ Δ型 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 并行比較型 A/D轉(zhuǎn)換器 2022/3/13 18 ?由電阻分壓器、電壓比較器、數(shù)碼寄存器及編碼器 4個(gè)部分組成。 （ a）同相程控增益放大器 (b)程控反相增益放大器 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 隔離放大器 2022/3/13 13 隔離放大器將輸入、輸出及電源在電流和電阻上進(jìn)行隔離，使之沒(méi)有直接耦合的測(cè)量放大器。 傳感器與 信號(hào)調(diào)理 傳感器 是指能把物理化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用和輸出的電信號(hào)，用于獲取被測(cè)信息，完成信號(hào)的檢測(cè)和轉(zhuǎn)換的器件。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 第二章 智能儀器基礎(chǔ) 2022/3/13 14 概述 傳感器與信號(hào)調(diào)理 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù) 微控制器 人機(jī)接口 低功耗設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)處理技術(shù) LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù) ?由于實(shí)際測(cè)量對(duì)象往往都是一些模擬量 (如溫度、壓力、位移、等 )，要讓微處理器識(shí)別、處理這些信號(hào)，必須首先將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，也就是模 /數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換。例如， n=8時(shí)，需要 281=255個(gè)比較器。在選擇單片機(jī)時(shí)，要考慮的因素有字長(zhǎng)、尋址能力、指令功能、執(zhí)行速度、中斷能力以及市場(chǎng)對(duì)這種單片機(jī)的軟、硬件支持狀態(tài)等。它具有極高的性價(jià)比、代碼密度，以及出色的實(shí)時(shí)中斷響應(yīng)和極低的功耗，并且占用硅片的面積極少。硬件譯碼的優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)省 CPU的時(shí)間，但成本高 ,而且只能譯出十進(jìn)制或十六進(jìn)制的字符，無(wú)法顯示除此之外的其他字符。 交流電壓的頻率一般在 30Hz到 200Hz， 以免頻率的增大將引起 LCD功耗的增大。 N鍵同時(shí)按下 N鍵鎖定 兩鍵同時(shí)按下 （ 3）串鍵處理 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 非編碼式鍵盤(pán)與編碼式鍵盤(pán) 通常采用軟件的方法，逐行逐列檢查鍵盤(pán)狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下時(shí)，用計(jì)算或查表的方式獲得該鍵的鍵值 獨(dú)立式鍵盤(pán)、非編碼矩陣式鍵盤(pán) 編碼式鍵盤(pán) 內(nèi)部設(shè)有鍵盤(pán)編碼器，被按下鍵的鍵值由編碼器直接給出，同時(shí)具有防抖和解決連擊的功能，具有速度快的特點(diǎn)。 表面聲波觸摸屏的工作原理圖 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 打印機(jī)接口技術(shù) ?打印機(jī)是一種復(fù)雜而精密的機(jī)械電子裝置，結(jié)構(gòu)基本上都可分為機(jī)械裝置和控制電路兩部分。 分段數(shù) N及插值多項(xiàng)式的次數(shù) n均取決于非線性程度和儀器的精度要求。 基于中值數(shù)絕對(duì)偏差的決策濾波器 基于拉依達(dá)準(zhǔn)則的奇異數(shù)據(jù)濾波法 非線性濾波法 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 算術(shù)平均濾波法 滑動(dòng)平均濾波法 高通數(shù)字濾波 抑制小幅度高頻噪聲的平滑濾波法 2022/3/13 65 把 N個(gè)連續(xù)采樣值相加，然后取其算術(shù)平均值作為本次測(cè)量的濾波器輸出值 把 N個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)看成一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為 N，每進(jìn)行一次新的采樣，把測(cè)量結(jié)果放入隊(duì)尾，而去掉原來(lái)隊(duì)首的一個(gè)數(shù)據(jù) 對(duì)不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)（通常越接近現(xiàn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大），然后再相加求平均 一階慣性濾波 （低通數(shù)字濾波） 將當(dāng)前輸入信號(hào)與上次輸入信號(hào)取加權(quán)平均值 ,模仿模擬 RC濾波器的特性參數(shù) ,用軟件實(shí)現(xiàn)一階濾波。 ? 數(shù)字濾波方法有很多種，從大的范圍可分 3類(lèi)。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 系統(tǒng)誤差處理技術(shù) ?從時(shí)間角度，把誤差分為動(dòng)態(tài)誤差和靜態(tài)誤差。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 紅外觸摸屏 ?紅外觸摸屏的缺點(diǎn)是發(fā)光二極管壽命比較短，影響了整個(gè)觸摸屏的壽命 。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 鍵盤(pán)的抖動(dòng)與串鍵 (一 ) 2022/3/13 41 檢測(cè)到按鍵按下或松開(kāi)時(shí)，延時(shí)再判斷按鍵狀態(tài)，確認(rèn)是否有鍵按下。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 LCD的驅(qū)動(dòng) 2022/3/13 36 靜態(tài)驅(qū)動(dòng) 在每個(gè)像素的前后電極上施加交變電壓時(shí)呈顯示狀態(tài)，不施加交變電壓時(shí)呈非顯示狀態(tài)的一種驅(qū)動(dòng)方法。