第六章 过程控制数据处理的方法

第六章 过程控制数据处理的方法
ORG 0200H MAIN: MOV R0, #DATA MOV R2, #0 MOV R3, #N MOV R1, #30H A5: MOV A, R2 CJNE A, R3, A1 A2: CLR CY RET A1: JC A2 ADD A, R3 RRC A MOV R4, A MOV DPTR, #SEGTAB MOVC A, @A+DPTR CJNE A, R0, A3
SETB CY MOV @R1, A RET A3: JC A4 MOV A, R4 MOV R3, A AJMP A5 A4: MOV A, R4 MOV R2, A AJMP A5
第六章 过程控制数据处理的方法
6.2 数字滤波技术
为了保证测量和控制的准确性， 为了保证测量和控制的准确性，在进行数据处理前必 须消除输入信号的干扰，即进行滤波。 须消除输入信号的干扰，即进行滤波。 分类： 分类： 模拟滤波 一般由电容、电阻、运算放大器等电子元件组成， 一般由电容、电阻、运算放大器等电子元件组成，用于阻 止和削弱一定频率的信号 数字滤波 是一种程序滤波， 是一种程序滤波，通过一定的计算程序对采样信号进行平 滑加工， 滑加工，减少干扰信号在有用信号中的比重
第六章 过程控制数据处理的方法
6.1.2 计算查表法
如果要搜索的内容与表格的排列有一定关系， 如果要搜索的内容与表格的排列有一定关系，可用计算查 表法进行查找。 表法进行查找。 计算查表法：根据所给元素Xi，通过一定的计算， 计算查表法：根据所给元素 ，通过一定的计算，求出元 所对应的数值的地址， 素Xi所对应的数值的地址，然后将该地址单元的内容取出即可。 所对应的数值的地址 然后将该地址单元的内容取出即可。 1、适用范围： 要求各元素在表中排列的格式及所占用的空间 、 适用范围： 必须一致，而且各元素是严格按顺序排列的。 必须一致，而且各元素是严格按顺序排列的。 2、关键：数据表格的设计 、关键： 根据设计的数据表格，可以找出数据元素X和其对应的数值 和其对应的数值Y 根据设计的数据表格 ， 可以找出数据元素 和其对应的数值 在表中地址之间的关系，即计算公式。 在表中地址之间的关系，即计算公式。
第六章 过程控制数据处理的方法
第六章 过程控制数据处理方法
微型计算机数据处理系统的优点： 微型计算机数据处理系统的优点： 可用程序代替硬件电路， 可用程序代替硬件电路，完成多种运算 能自动修正误差 能对被测参数进行较复杂的计算和处理 不仅能对被测参数进行测量和处理， 不仅能对被测参数进行测量和处理，还能进行逻辑判断 微型计算机数据处理系统不但精度高，而且稳定可靠， 微型计算机数据处理系统不但精度高，而且稳定可靠， 不受外界干扰
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6.1.2 计算查表法
设计一巡回检测报警装置，要求对16个通道输入值进 例：设计一巡回检测报警装置，要求对 个通道输入值进 行比较，当某一通道值超过该路的报警值时，发出报警信号。 行比较，当某一通道值超过该路的报警值时，发出报警信号。 设计表格：按通道巡回检测，且报警值为定长字节， 设计表格：按通道巡回检测，且报警值为定长字节，所以 设计成有序表格，报警值按通道 依次存放， 设计成有序表格，报警值按通道0~15依次存放，每通道占两字 依次存放 节，分别存放上限报警值和下限报警值。 分别存放上限报警值和下限报警值。 则通道值和报警值的存放地址之间的关系为： 则通道值和报警值的存放地址之间的关系为： 报警值存放地址=数据表格起始地址 通道号 报警值存放地址 数据表格起始地址+通道号×2 数据表格起始地址
MOV R2,DPH MOV R3,DPL
返回 00H→(R2R3)
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ORG 0200H MAIN: MOV DPTR, #SEGTAB MOV R1, #8 MOV CHECD, #DATA A2: MOVX A, @DPTR CJNE A, CHECD, A1 MOV R2, DPH MOV R3, DPL A3: RET A1: INC DPTR DJNZ R1, A2 MOV R2, #0 MOV R3, #0 AJMP A3
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顺序查表法子程序流程图： 顺序查表法子程序流程图：
顺序查表子程序
起始地址→DPTR 关键字→(CHECD) 表的长度→(R4)
取表中的数
CJNE A,CHECD,A1
地址加1 N 和关键字相等吗？ Y DPTR→(R2R3)
DJNZ R4,LOOP
N 全部查完了吗？ Y
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6.2 数字滤波技术
和模拟滤波装置相比，数字滤波有以下几个优点： 和模拟滤波装置相比，数字滤波有以下几个优点： （1）数字滤波通过程序实现，不需硬件设备，可靠性较高。 ）数字滤波通过程序实现，不需硬件设备，可靠性较高。 （2）数字滤波可实现多通道共用。 ）数字滤波可实现多通道共用。 （3）可对低频信号（如0.01Hz）实现滤波。 ）可对低频信号（ ）实现滤波。 （4）采用不同的算法和参数就可实现对不同信号的滤波，使用 ）采用不同的算法和参数就可实现对不同信号的滤波， 起来灵活、方便。 起来灵活、方便。
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限速滤波
设在顺序采样时刻T1、 、 所采集的数据分别为 所采集的数据分别为Y1、 、 设在顺序采样时刻 、T2、T3所采集的数据分别为 、Y2、Y3 ∣Y2-Y1∣≤△y，则Y2作为采样值 ∣ △ ， 作为采样值 ∣Y2-Y1∣＞△y，则保留 ，但不作为采样值，继续采样得 ∣ ，则保留Y2，但不作为采样值，继续采样得Y3 如果∣Y3-Y2∣≤△y，则Y3作为采样值 如果∣ ∣ △ ， 作为采样值 如果∣ 如果∣Y3-Y2∣＞△y，则取（Y2+Y3）/2作为采样值 ∣ ，则取（ ） 作为采样值
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对分查表法子程序的设计步骤如下： 对分查表法子程序的设计步骤如下： 1）R2中存放元素表中下限元素的序号 中存放元素表中下限元素的序号(R2)=0，R3中存放元素表 ） 中存放元素表中下限元素的序号 ， 中存放元素表 中上限元素的序号(R3)=n 中上限元素的序号 2）判 (R2)和 (R3)的大小 ， 若 (R2)≥(R3)，说明表已经查完 ， 但未 的大小， ） 和 的大小 ， 说明表已经查完， 查到，使标志位C 查到，使标志位 Y=0，查表程序结束 ， 3）计算中点元素序号：(R4)=[(R2)+(R3)]/2 ）计算中点元素序号： 4）计算中点元素的地址：(MIADR)=表首地址 表首地址+W×(R4) ）计算中点元素的地址： 表首地址 × 其中W为一个数据元素的字节数 其中 为一个数据元素的字节数 5）将关键字 与中点元素的值进行比较 ）将关键字X与中点元素的值进行比较 若 X<((MIADR)) ， 选 取 低 值 的 半 个 表 ， 此 时 R2 不 变 ， (R3)←(R4)并转第 步 并转第2步 并转第 若 X>((MIADR)) ， 选 取 高 值 的 半 个 表 ， 此 时 R3 不 变 ， (R2)←(R4)并转第 步 并转第2步 并转第 若 X=((MIADR))， 则找到 ， 使 CY=1， 并将该元素送到 ， 则找到， ， 并将该元素送到(R1) 作为首地址的内部RAM中。 作为首地址的内部 中
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6.2 数字滤波技术
6.2.1 程序判断滤波 6.2.2 中值滤波 6.2.3 算术平均滤波 6.2.4 加权平均值滤波
第六章 过程控制数据处理的方法
6.2.1 程序判断滤波
程序判断滤波：就是根据经验， 程序判断滤波 ： 就是根据经验 ， 确定出两次采 样输入信号可能出现的最大偏差△ 。 样输入信号可能出现的最大偏差△y。如果超过此偏 差 ， 则表明该输入信号是干扰信号，应该舍弃；如 则表明该输入信号是干扰信号， 应该舍弃； 果小于此偏差，则可以将输入信号作为本次采样值。 果小于此偏差 ， 则可以将输入信号作为本次采样值 。 分类 ： 限幅滤波 限速滤波
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限幅滤波程序流程框图如下图所示。 限幅滤波程序流程框图如下图所示。
开 始 现场保护
读Yn-1，Yn
Yn-1-Yn≥0 是
否 求 Yn -Yn-1
Yn-1-Yn > △Y 是 取上次采样值
否பைடு நூலகம்
取本次采样值
现场恢复
返 回
第六章 过程控制数据处理的方法
设Y(K-1)、Y(K)分别存放在为20H、21H, Y在22H中存放 ORG 0200H MAIN: MOV A, 20H CLR C SUBB A, 21H JNC LOOP1 CPL A INC A LOOP1:CJNE A, 22H, LOOP2 LOOP3:MOV A, 21H MOV 20H, A RET LOOP2:JC LOOP3 RET
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限幅滤波
限幅滤波： 就是把相邻的两次采样值相减， 限幅滤波 ： 就是把相邻的两次采样值相减 ， 求出其增量(以绝对值表示 以绝对值表示)， 求出其增量 以绝对值表示 ，然后与两次采样允许 的最大偏差值(由被控对象的实际情况决定 由被控对象的实际情况决定) 的最大偏差值 由被控对象的实际情况决定 △y进 进 行比较，如果小于等于△ ，则取本次采样值； 行比较，如果小于等于△y，则取本次采样值；如 果大于△ ，则仍取上次采样值作为本次采样值。 果大于△y，则仍取上次采样值作为本次采样值。 即： │Yn-Yn-1│≤△y, 则Yn=Yn ， 取本次采样值 △ │Yn-Yn-1│ >△y, 则Yn=Yn-1 ，取上次采样值 △
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限幅滤波的关键在于△ 的选取 的选取： 限幅滤波的关键在于△y的选取： 选取过大， △y选取过大，则不容易滤除干扰信号 选取过大 选取过小， △y选取过小，则可能会滤掉有用信号 选取过小 限幅滤波的缺点：无法保证数据的连续性。 限幅滤波的缺点：无法保证数据的连续性。 限幅滤波主要用于变化比较缓慢的参数。 限幅滤波主要用于变化比较缓慢的参数。