【正文】 181。借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成，便可形成各種不同系列派生產(chǎn)品，以適合不同的應(yīng)用場(chǎng)合?！痭SP ?內(nèi)核是一個(gè)通用的核結(jié)構(gòu)。 圖 181?！痭SP ?家族）采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以 181?！痭SP?所形成的 16位 181?！痭SP ?）。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 9 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 凌陽(yáng) 16 位單片機(jī) 凌陽(yáng) 16位單片機(jī) 的 CPU內(nèi)核采用凌陽(yáng)最新推出的 181。如在自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，采用數(shù)字濾波會(huì)把偏差濾掉，使系統(tǒng)失去調(diào)節(jié)作用。 值得說明的是，數(shù)字濾波固然是 消除干擾的好方法，但并不是任何一個(gè)系統(tǒng)都需要進(jìn)行數(shù)字濾波。在考慮濾波效果的前提下，盡量采用計(jì)算時(shí)間短的方法。當(dāng)采樣數(shù)為 3時(shí)，它便是中值濾波法。它既可以去掉脈沖干擾，又可對(duì)采樣值進(jìn)行平滑處理。 慣性濾波法適用于波動(dòng)頻繁的被測(cè)量的濾波，它能很好地消除周期性干擾，但也帶來了相位滯后，滯后 角的大小與 ? 的選擇有關(guān)。 ? ， ST 的選擇可根據(jù)具體情況確定，只要使被濾內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 8 波的信號(hào)不產(chǎn)生明顯的波紋即可。 慣性濾波的表達(dá)式為 1(1 )n n nY X Y?? ?? ? ? 式中 X —— 第 n 次采樣值； 1nY? —— 上次濾波結(jié)果輸出值； nY —— 第 n 次采樣后濾波結(jié)果輸出值； ? —— 濾波平滑系數(shù)， /( )ST? ? ??? ? —— 濾波環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)； ST —— 采樣周期 。但不宜用這種模擬算法對(duì)低頻干擾進(jìn)行濾波，原因在于大時(shí)間常數(shù)及高精度的 RC網(wǎng)絡(luò)不易制作，因?yàn)闀r(shí)間常數(shù)ζ越大，必然要求 R的值越大，且漏電流也隨之增大。但采用加權(quán)平均法需要測(cè)試不同過程的純滯后時(shí)間ζ并輸入計(jì)算機(jī)，同時(shí)要不斷計(jì)算各系數(shù)，故會(huì)導(dǎo)致過多地調(diào)用乘、除、加子程序，增加了計(jì)算量，降低了處理速度，因而它的實(shí)際應(yīng)用不如算術(shù)平均值法廣泛。對(duì)于流量，通常取 N =12；對(duì)于壓力，則取 N =4；溫度如無噪聲可以不平均。當(dāng) N 較大時(shí)，平滑度高，但靈敏度低；當(dāng) N 較小時(shí)，平滑度低，但靈敏度高。 算術(shù)平 均值法適用于對(duì)壓力、流量一類信號(hào)的平滑處理，這類信號(hào)的特點(diǎn)是有一個(gè)平均值，信號(hào)在某一數(shù)值范圍附近上下波動(dòng)，在這種情況下，僅取一個(gè)采樣值作為依據(jù)顯然是不準(zhǔn)確的。 中值濾波法，對(duì)于去掉脈動(dòng)性質(zhì)的干擾比較有效，但是，對(duì)快速變化過程的參數(shù)（如流量等）則不宜采用。 (3) 克服了模擬濾波器的缺陷，而且通過改寫數(shù)字濾波程序，可以實(shí)現(xiàn)不同的濾波方法或改變?yōu)V 波參數(shù)，這比改變模擬濾波器的硬件要靈活方便。數(shù)字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： (1) 不需要增加硬件設(shè)備，可以多個(gè)輸入通道“共用”一個(gè)濾波程序。 采樣數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波 由于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境比 較惡劣，干擾源較多，為了減少對(duì)采樣數(shù)據(jù)的干擾，提高系統(tǒng)的性能，一般在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之前，先要對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 6 行數(shù)字濾波。 ⑸ 計(jì)算 ? ?i i iy y k x x? ? ?，得出 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)字量的標(biāo)度變換值 y 。 ⑶ 確定并計(jì)算相鄰樣點(diǎn)之間擬合直線的斜率 ik ，并將分段 后 n 組數(shù)據(jù) ix ， iy（ i =0， 1， 2， ? ， n ）和對(duì)應(yīng)各段的斜率 ik 以表格形式存放在存儲(chǔ)器中。曲率變化大時(shí)，樣點(diǎn)距離取小一點(diǎn)；反之，可將樣點(diǎn)距離增大。并使計(jì)算時(shí)間加長(zhǎng)。但是該方法的缺點(diǎn)是當(dāng)關(guān)系曲線的曲率和斜率變化較大時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。主要有兩種方法： ① 等距離分段法 等距離分段法就是沿著關(guān)系曲線的自變量 x 軸，對(duì)曲線等距離選取插值樣點(diǎn)。 ⑵ 將上述曲線進(jìn)行分段，選取各個(gè)插值點(diǎn)。 具體執(zhí)行過程如下： ⑴ 用實(shí)驗(yàn)法測(cè)出被測(cè)量與傳感器之間的關(guān)系曲線 ()y f x? 。 3. 表格法 所謂“表格法”是指在已知的被測(cè)量與傳感器輸出的關(guān)系曲線上選取若干個(gè)樣點(diǎn)并以表格的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，即把關(guān)系曲線分成若干段。它們之間的關(guān)系是非線性且無法用解析式表達(dá)。但是，它們之間的關(guān)系是已知的。 根據(jù)上式可知，流體的流量 Q 與被測(cè)流體流過節(jié)流裝置時(shí)前后的壓力差 P?成正比，于是測(cè)量流量時(shí)的標(biāo)度變換公式： 000 0m mK X K NYQ K N K N?? ?? ? 則 ? ?0 000 mmXNY Q Q QNN?? ? ?? 式中 Y —— 被測(cè)量的流量經(jīng)標(biāo)度變換的實(shí)際值； mQ —— 被測(cè)流量量程的上限值； 0Q —— 被測(cè)流量量程的下限值； mN —— 被測(cè)流量量程的上限 mQ 對(duì)應(yīng)的 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量； 0N —— 被測(cè)流量量程的下限 0Q 對(duì)應(yīng)的 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量； X —— 被測(cè)流量的實(shí)際值 Y 所對(duì)應(yīng)的 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。 1．公式變換法 如果傳感器或變送器的輸出信號(hào)與被測(cè)信號(hào)之間的關(guān)系可以用解析式表達(dá)，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 4 則可通過解析式來推導(dǎo)出所需的參量，這樣一類參量稱為導(dǎo)出參量。 在數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)上述變換，可把變換公式設(shè)計(jì)成專門的子程序，把各個(gè)不同的被測(cè)量所對(duì)應(yīng) 0Y ， mY ， 0N ， mN 的值存放在存儲(chǔ)器中，然后當(dāng)某一個(gè)被測(cè)量需要進(jìn)行標(biāo)度 變換時(shí)，只要調(diào)用標(biāo)度變換子程序即可。 線性參數(shù)的標(biāo)度變換 當(dāng)被測(cè)物理量與傳感器或儀表的輸出之間是呈線性關(guān)系時(shí)，采用線性變換。 采樣數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換 把 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為帶有工程單位的數(shù)字量，這種變換稱為標(biāo)度變換，也稱為工程變化。 放 大 器 按鍵 傳感器 采樣保持器 傳感器 傳感器 傳感器 LED 顯示 存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 人機(jī)接口 RS232 多路信號(hào)開關(guān) 微處理器 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 3 第二章 采樣數(shù)據(jù)的預(yù)處理 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在采集數(shù)據(jù)時(shí)，由于各種干擾的存在，使得系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)偏離其真實(shí)數(shù)值。從硬件方 面看，目前數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：一種是微型機(jī)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；另一種是集散型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的基本功能 由數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的任務(wù)可以知道，數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有以下幾方面的功能：數(shù)據(jù)采集；多路信號(hào)轉(zhuǎn)換；模擬信號(hào)處理；數(shù)據(jù)處理；屏幕顯示；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；人機(jī)接口。數(shù)據(jù)的數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。 2．按處理的性質(zhì)分類 數(shù)據(jù)處理可分為預(yù)處理和二次處理兩種。 1．按處理的方式分類 數(shù)據(jù)處理可分為實(shí)時(shí)（在線）處理和事后（脫機(jī)）處理。所以有時(shí)也稱這種處理為二次處理。三 是分析計(jì)算數(shù)據(jù)的內(nèi)在特征。在數(shù)據(jù)的采集、傳送和轉(zhuǎn)換過程中，由于系統(tǒng)外部和內(nèi)部的干內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 2 擾、噪聲的影響，或多或少會(huì)在采集的數(shù)據(jù)中混入干擾信號(hào)。它雖然含有被采集物理量變化規(guī)律的信息，由于沒有明確的物理意義，因而不便于處理和使用，必須把它還原成原來對(duì)應(yīng)的物理量。 具體的講，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：一是要對(duì)采集到的電信號(hào)做物 理量解釋。 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的任務(wù) 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的任務(wù)，總的來說就是采集傳感器輸出的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，然后送入微處理器，根據(jù)不同的需要，系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和處理得出所需的數(shù)據(jù)。 本 設(shè)計(jì)中，“數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理”是指將 工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)過程中的 溫度、壓力、流量、位移等模擬量采集、轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示或打印的過程。當(dāng)需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)很多、量很大時(shí)你也可以使用數(shù)據(jù)透視表法。你可以用它進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。 例如， Excel 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 就是一款通用性、使用性、功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。在工商業(yè)領(lǐng)域，主要是數(shù)據(jù)中心外包、 ASP、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘。 目前 各行各業(yè)數(shù)據(jù)呈爆炸式增長(zhǎng)，科學(xué)、工業(yè)、商業(yè)、教育界尤其如此。Data Processing。 關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)處理； 凌陽(yáng) 61板內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） II Abstract With puter technology and the rapid development of universal, data acquisition and data processing system has been applied rapidly. In the production process, the system can be applied to field production process parameters for collection, monitoring and recording. To improve product quality and reduce cost mean of information. In scientific research, data collection and application of data processing system will be a lot of dynamic information. Blink time to study the physical processes powerful tool, as well as access to scientific mysteries of one of the important means. In short, in whatever field, data acquisition and data processing systems are widely used. The economic impact is increasingly larger. In modern society, production and people39。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域由傳統(tǒng)的一般控制轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的控制、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號(hào)處理（ DSP， Digital Signal Processing）等更為廣泛的領(lǐng)域。 在 現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)活動(dòng)以及人們的日常生活中，單片機(jī)有著廣泛的應(yīng)用。在科學(xué)研究中，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可獲得大量的動(dòng)態(tài)信息，是研究瞬時(shí)間物理過程的有力工具，也是獲得科學(xué)成果的重要的技術(shù)手段之一。 題 目：基于凌陽(yáng) 61 板的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） I 基于凌陽(yáng) 61 板的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 摘 要 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)也迅速得到應(yīng)用。在生產(chǎn)過程中，應(yīng)用這一系統(tǒng)就可對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工藝參數(shù)進(jìn)行采集、監(jiān)視和記錄，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供信息手段?？傊?，不論在哪個(gè)領(lǐng)域中，隨著數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的影響也越來越大。 凌陽(yáng) 16位單片機(jī)是單片機(jī)集成化發(fā)展的結(jié)果。它不僅涉及到傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的控制處理，如溫度、壓力、流量、位移等，更延伸到人們的日常學(xué)習(xí)和工作生活中。s daily life, SCM has wide application. SCM functional integration with the development, application areas have gradually from the traditional control, to control the expansion, data processing and digital signal processing (DSP, Digital Signal Processing), and other fields. Sunplus 16bit MCU is to adapt to this development and design. Key words: Data Acquisition 。 Sunplus61內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） I 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................................... II 第一章 引 言 ............................................................................................................................ 1 研究背景 .............................