【正文】 定定時(shí)器初值 SETB EA ； 開中斷 RETI ； 中斷返回 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采樣程序流程框圖如圖 311所示。 初始化程序流程框圖如圖 39所示 。 初始化程序完成中斷向量和定時(shí)器初值的設(shè)定；中斷程序完成數(shù)據(jù)采樣工作 ， 實(shí)現(xiàn)對(duì) 8個(gè)通道的巡回檢測(cè) 。 1℃ ， 8位 A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為 1/256 ，因此可以滿足精度要求，選用8位 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 溫度傳感器可以選擇熱電阻、熱敏電阻、 PN結(jié)或集成溫度傳感器 AD590等。假設(shè)被測(cè)溫度范圍為 30℃ ~+50℃ ，溫度檢測(cè)精度要求不大于 177。 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 巡回檢測(cè)程序設(shè)計(jì) 概述 巡回檢測(cè)舉例 返回本章首頁 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 概述 所謂的巡回檢測(cè)就是對(duì)生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)按照一定的周期進(jìn)行檢查和測(cè)量，檢測(cè)的數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)處理后可以進(jìn)行顯示、打印和報(bào)警等操作。由于控制系統(tǒng)中遇到的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不同，采集的數(shù)據(jù)種類與數(shù)值范圍不同，精度要求也不一樣，各種數(shù)據(jù)的輸入方法及表示方法也各不相同。計(jì)算機(jī)在對(duì)這些數(shù)字量進(jìn)行顯示和控制之前，還必須根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的 數(shù)據(jù)處理 。第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 巡回檢測(cè)程序設(shè)計(jì) 標(biāo)度變換程序設(shè)計(jì) 判斷程序設(shè)計(jì) 上下限報(bào)警處理程序設(shè)計(jì) 軟 件抗干擾技術(shù) 查表技術(shù) 測(cè) 量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù) 電機(jī)控制程序設(shè)計(jì) 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中， 數(shù)據(jù)采集 是最基本的一種模式。一般是通過 傳感器 、 變送器 把生產(chǎn)過程的各種物理參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后經(jīng) A/D通道或 DI通道，把數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)中。 數(shù)據(jù)處理 離不開數(shù)值計(jì)算，而最基本的數(shù)值計(jì)算為四則運(yùn)算。因此，為了滿足不同系統(tǒng)的需要，設(shè)計(jì)出了許多有效的數(shù)據(jù)處理技術(shù)方法，如 預(yù)處理 ， 數(shù)字濾波 ，標(biāo)度變換 ， 查表 和 越限報(bào)警 等。巡回檢測(cè)程序主要由以下幾個(gè)方面構(gòu)成： 1. 采樣周期 T的確定 2. 采樣開關(guān)通道號(hào)的控制 3. A/D轉(zhuǎn)換 4. 數(shù)據(jù)處理 返回本節(jié) 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 巡回檢測(cè)舉例 1. 利用 8位 A/D轉(zhuǎn)換芯片（ ADC0809） 2. 采用 12位 A/D轉(zhuǎn)換芯片（ AD574A） 3. 采用 8通道 12位 A/D轉(zhuǎn)換芯片（ MAX197） ? 例 31 某冷凍廠需要對(duì) 8個(gè)冷凍室進(jìn)行溫度巡回檢測(cè)，要求設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的溫度巡回檢測(cè)系統(tǒng)，使其能對(duì)各冷凍室的溫度巡回檢測(cè)并加以處理。 1℃ 。被測(cè)溫度范圍為 30℃ ~+50℃ ，溫度檢測(cè)精度要求不大于 177。 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 1. 利用 8位 A/D轉(zhuǎn)換芯片（ ADC0809） 圖 38 爐溫巡回檢測(cè)電路原理圖 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的硬件電路介紹： （ 1）測(cè)量元件和變送器 （ 2） A/D轉(zhuǎn)換電路 （ 3）分頻電路 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 本程序由系統(tǒng)初始化程序和中斷程序組成 。 初始化程序功能：設(shè)置定時(shí)器 0、外部中斷 0和外部中斷 1的中斷程序入口；設(shè)置定時(shí)器 0的工作方式為方式 1， 定時(shí)時(shí)間為 100ms； 設(shè)置計(jì)數(shù)單元 （ 30H） 初值 。 開中斷中斷初始化啟動(dòng)定時(shí)器等待中斷開始設(shè)置中斷向量定時(shí)器初始化圖39 初始化程序流程圖 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 初始化程序清單： ORG 0000H AJMP START ORG 0003H AJMP SAMPLE ； 轉(zhuǎn)采樣中斷程序 ORG 000BH AJMP TIME0 ； 轉(zhuǎn) 8秒定時(shí)中斷程序 ORG 0013H AJMP EOC ； 轉(zhuǎn) EOC中斷處理程序 START: MOV TMOD,01H ； 置定時(shí)器 0為工作方式 1 MOV TH0,3CH 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) MOV TL0,0B0H ； 定時(shí)器初值設(shè)定 MOV 30H,00H ； 置計(jì)數(shù)初值 SETB IT0 ； 中斷請(qǐng)求信號(hào)為脈沖方式 SETB IT1 ； 中斷請(qǐng)求信號(hào)為脈沖方式 SETB EX0 ； 外部中斷 0中斷允許 SETB ET0 ； 定時(shí)器 0中斷允許 SETB EA ； 開中斷 SETB TR0 ； 啟動(dòng)定時(shí)器 HERE: AJMP HERE ； 等待中斷 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 定時(shí)器中斷程序流程框圖如圖 310所示。 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采樣程序程序清單： SAMPLE: SETB 00H ； 設(shè)置標(biāo)志位 MOV DPTR,0F00H ； 設(shè)置通道初值 MOV R6,08H ； 設(shè)置通道數(shù) MOV R7,05H ； 設(shè)置采樣次數(shù) MOV R0,40H ； 設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)首址 TRAN_S: MOVX DPTR,A ； 啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖 WAIT: JB 00H,WAIT ； 標(biāo)志位為 1等待 A/D轉(zhuǎn)換完成中斷 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) SETB 00H ； 置標(biāo)志位 INC DPTR ； 通道號(hào)加 1 INC R0 INC R0 INC R0 INC R0 INC R0 ； 45H為下一通道采樣數(shù)據(jù)存放首址 DJNZ R6,TRAN_S ； 8個(gè)通道采樣未完 ， 繼續(xù)采樣 MOV DPTR,0F00H ； 8個(gè)通道采樣結(jié)束 ， 重置通道初值 INC R0 ； 修改采樣數(shù)據(jù)存放地址 DJNZ R7,TRAN_S ； 未完成 5次采樣 ， 繼續(xù) … ；數(shù)據(jù)處理程序 … . RETI 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 2. 采用 12位 A/D轉(zhuǎn)換芯片（ AD574A） 圖 314 AD574A和 8031的硬件接口電路圖 Q 0DB 10P P P P P P P P D 0D 0D 0D 0D 0D 0D 0D 0Q 0Q 1OEms b 1 1DB 3DB 4DB 5DB 6DB 7DB 8DB 9DB 2DB 11s bB D 0ST AT U SCECSA 0 /S CR/ C12 /8RDWRP IN T080 31 A H74 00AN G N D.393837363532333412161728181714138743152 474 LS 3 735316171819202122232425262762139AD 57 4 A+1 5V1 5V+V sV s10 Vs p n 模擬溫度信號(hào)輸入28117132............BI P O FFRE F O UTRE F I N+15V15V100K100100K100Ω Ω 12..108第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 圖 315 AD574A A/D轉(zhuǎn)換程序流程框圖 開 始中斷向量設(shè)置A D 5 7 4 地址設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)首址設(shè)置外部中斷0 設(shè)置啟動(dòng)A / D 轉(zhuǎn)換結(jié) 束中斷等待返 回開 始關(guān)中斷讀A / D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)高8 位保存數(shù)據(jù)改變存儲(chǔ)地址讀A / D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)低4 位開中斷( a ) 轉(zhuǎn)換主程序 ( b ) 中斷服務(wù)程序第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) AD574 A/D轉(zhuǎn)換程序清單： ORG 0000H AJMP START ORG 0003H AJMP SAMPLE ； 轉(zhuǎn)至數(shù)據(jù)采樣程序 START: MOV DPTR,0000H ； 建立 AD574A的地址 MOV R0,40H ； 設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)初址 SETB EX0 ； 允許外部中斷 0 SETB IT0 ； 設(shè)置外部中斷 0請(qǐng)求信號(hào)方式為脈沖方式 SETB EA ； 中斷允許 MOVX DPTR,A ； 啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換 HERE: AJMP HERE ； 等待中斷 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 中斷服務(wù)程序清單： SAMPLE: CLR EA ； 關(guān)中斷 MOV DPTR,0002H MOVX A,DPTR ； 讀 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的高 8位 MOV R0,A ； 保存數(shù)據(jù) INC R0 INC DPTR MOVX A,DPTR ； 讀 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的低 4位 SETB EA ； 開中斷 RETI 返回本節(jié) 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 數(shù)字濾波方法 由于工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境 非常惡劣 ，各種干擾源 很多，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過輸入通道采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)， 雖經(jīng)硬件電路的濾波處理，但仍會(huì)混有 隨機(jī)干擾 噪聲 。 . 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 數(shù)字濾波 ，就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)采樣多次，然后用某種計(jì)算方法進(jìn)行數(shù)字處理，以削弱或?yàn)V除干擾噪聲造成的隨機(jī)誤差，從而獲得一個(gè) 真實(shí)信號(hào) 的過程。因而可靠性高，穩(wěn)定性好，修改濾波參數(shù)也容易，而且一種濾波子程序可以被多個(gè)通道所共用，因而成本很低。它的不足之處是需要占用 CPU的機(jī)時(shí)。常用的數(shù)字濾波方法有： 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 平均值濾波 、 中值濾波 、 限幅濾波 和 慣性濾波 等。具體又可分為如下幾種。提高 N的值，可提高平滑度，但系統(tǒng)的靈敏度隨之降低，采樣次數(shù) N的取值隨被控對(duì)象的不同而不同。 由一元函數(shù)求極值原理，式（ 31）兩邊對(duì) Y取導(dǎo)數(shù)，并令其為 0，得 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 例 33 某一輸入信號(hào)的實(shí)際幅值對(duì)應(yīng)的理論數(shù)字量為 80H，考慮以下各種情況，采用算術(shù)平均值濾波，采樣次數(shù) N=5，分析其濾波效果。 ? 在編制算法程序時(shí) ,N一般取 8等 2的整數(shù)冪，以便于用移位來代替除法求得平均值。去極值平均濾波是對(duì)連續(xù)采樣的 m 個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，去掉其中的最大值與最小值，然后計(jì)算余下的 m2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。 這種算法適用于 工業(yè)場(chǎng)合 經(jīng)常遇到的尖脈沖干擾的信號(hào)濾波。采樣次數(shù)太少則平滑效果差，次數(shù)太多則靈敏度下降，對(duì)測(cè)量參數(shù)的變化趨勢(shì)不敏感。 加權(quán)平均濾波是對(duì)每次采樣值不以相同的權(quán)系數(shù)而以增加新鮮采樣值的權(quán)重相加。例如 ,某純滯后時(shí)間為 τ的被控對(duì)象 ,采用 m =4的加權(quán)平均濾波算式為 )(y k = C1 y 1+ C2 y 2+ C3 y 3+ C4 y 4 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 式中權(quán)系數(shù) , ??? 31ReC ??? 22 ReC ???ReC3 RC14 ?123 +++? ?????? eeeR, ， , 這種算法能協(xié)調(diào)系統(tǒng)的平滑度和靈敏度的矛盾，提高靈敏度，更適用于純滯后較大的對(duì)象。 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 當(dāng)系統(tǒng)的采樣速度較慢或采樣信號(hào)變化較快時(shí)，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性就無法得到保證。 具體作法可由循環(huán)隊(duì)列結(jié)構(gòu)方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存放，比如取 m 個(gè)采樣值求滑動(dòng)平均，只要在RAM 中開辟 m 個(gè)數(shù)據(jù)暫存區(qū)，每次新采集一個(gè)數(shù)據(jù)便存入暫存區(qū)的隊(duì)尾， 同時(shí)沖掉隊(duì)首的一個(gè)數(shù)據(jù)，這樣在存儲(chǔ)器隊(duì)列中始終保持有 m個(gè)最新的數(shù)據(jù)。 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 中值濾波 中值濾波是將信號(hào) y 的連續(xù) m次采樣值按大小進(jìn)行排序，取其中間值作為本次的 有效采樣值 。 編制中值濾波的算法程序，首先把 m個(gè)采樣值從小到大（或從大到?。┻M(jìn)行排隊(duì)，這可采用幾種常規(guī)的排序算法如 冒泡算法 ，然后再取中間值。 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 限幅濾波 經(jīng)驗(yàn)說明，生產(chǎn)過程中許多物理量的變化需要一定的時(shí)間，因此相鄰兩次采樣值之間的變化幅度應(yīng)在一定的限度之內(nèi)。 第三章 常用控制程序設(shè)計(jì) 當(dāng) | y(k) ? y(k ? 1) | ? ?Y 時(shí)，則取 y(k)=y (k) 當(dāng) |y(k) ? y(k ? 1)