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單片機中定時/計數(shù)器在消除瞬時干擾中的應用

作者: 時間:2009-04-02 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  軟件具體編制方法如下:把/選作器用,設(shè)置好工作方式,在程序運行過程中不產(chǎn)生中段請求信號,選擇內(nèi)存中的某一單元(例如R0),在其中設(shè)一初始值(如果初始值大于255,則需要兩個內(nèi)存單元),使得此初始值對應的機器周期的時間比信號的作用時間長,而比實際所需采樣信號的作用時間短(由于信號與實際所需信號作用時間存在很大的差異,做到這一點并不困難)。由CPU對A/D輸入信號進行處理,當檢測到被采樣信號有上升趨勢時啟動器,并將定時器的初值設(shè)為0,在被采樣信號到達最大值時,讀回定時器中十六位的值,以之與R0初始值比較。若比初始值小,說明采集到的是信號的幅值,應該舍去,并給清零,重新返回采樣;若比初始值大,則可確定此時采集到的為所需的測量值,可以存儲起來或者通過顯示、打印輸出。

  由于十六位計數(shù)器最多只能計時216個機器周期,如果系統(tǒng)晶振為12MHz,則其最長計時時間為66.5毫秒,對于作用時間比較長的采樣系統(tǒng)就顯得不夠。由于實際信號作用時間長,當采樣到最大值時加法計數(shù)器可能早已溢出,此時我們就不能確定計數(shù)器里的值與R0中所設(shè)初始值的大小了。為了解決這個問題,可對上述程序做些修改,具體如下:將定時器設(shè)為中斷工作方式,定時初值為0,R0中設(shè)初始值A(chǔ),在檢測干擾信號時,由于干擾信號作用時間短,檢測到干擾信號幅值時計數(shù)器中的值小于R0中的初始值A(chǔ);而在檢測實際作用信號時,定時器會產(chǎn)生溢出。定時器溢出時向CPU發(fā)出中斷請求。在中斷程序中給定時器設(shè)立另一初值B,使B>A,中斷返回后計數(shù)器從B開始計數(shù),當測試到被測信號的最大值時,加法計數(shù)器中的值一定比初始值A(chǔ)大。因此我們就可以通過比較加法計數(shù)器中的值和R0中的初始值A(chǔ)來區(qū)分干擾信號和實際測量信號。

三、實例

  下面介紹這種設(shè)計思想在生鐵團礦壓力實驗儀中的

  在高爐煉鐵中,鐵礦粉不能直接加入爐內(nèi)冶煉,而應先制成球團,稱為生鐵團礦。為了保證生鐵團礦在運輸和裝爐過程中不至碎裂,必須測出其抗壓強度。團礦壓力實驗儀要求能準確地測出生鐵團礦的破碎壓力值,并顯示和打印出來。筆者設(shè)計的生鐵團礦壓力實驗儀中采樣和控制系統(tǒng)框圖如圖3所示,該實驗儀的工作過程如下:團礦放置在生鐵團礦壓力實驗儀的托盤上,電機正轉(zhuǎn),托盤上升,球團礦與傳感器接觸并受壓,傳感器壓力信號通過A/D轉(zhuǎn)換后輸入,由通過計算求出最大值。得到最大值后立即停止電機運轉(zhuǎn),顯示、打印破碎壓力值。然后電機反轉(zhuǎn),托盤下降,進行下一次實驗。

圖3 壓力實驗儀單片機系統(tǒng)框圖

  在球團礦壓力實驗儀中,存在著電機頻繁地啟動與停止,在電機啟動與停止的,由于電路中存在能量的突變,產(chǎn)生了嚴重的電磁干擾,給采樣信號造成很大的影響,從而引起電機的誤動作。但干擾作用時間很短,一般為十幾微秒到幾十微秒,而球團礦從受壓到破碎這一過程一般在10~50ms。此干擾不易為一般的RC濾波器所濾除。筆者使用上述軟件方法,基本上使此干擾得到控制。軟件的程序流程圖如圖4。

圖4 生鐵團礦壓力實驗儀單片機控制程序流程圖

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