基于雙51單片機(jī)的信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在2 V信號(hào)輸入的條件下，信號(hào)處理單元的采樣結(jié)果(隨機(jī)取樣1 000次)見圖6。圖中的(1)(2)(3)分別表示單片機(jī)1在沒有使用數(shù)字濾波算法，采用中值濾波算法和算術(shù)平均值濾波算法的條件下得到的輸出結(jié)果。采樣結(jié)果中，在理想情況下，采樣值應(yīng)該是102。

通過對(duì)兩種不同條件下采樣結(jié)果的分析可得到結(jié)論：在使用濾波算法的條件下，檢測(cè)系統(tǒng)的采樣結(jié)果會(huì)更集中在理想值附近，但采樣結(jié)果的誤差并沒有消除，而且該誤差具有明顯的隨機(jī)性。根據(jù)誤差理論，該類誤差應(yīng)屬于未定系統(tǒng)誤差。
根據(jù)表1可知。在使用算術(shù)平均值濾波算法的情況下，可以提高信號(hào)處理單元采樣結(jié)果的精度。因此，使用算術(shù)平均值濾波算法作為單片機(jī)的數(shù)字濾波算法。

將該系統(tǒng)用于液面探測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)處理，以驗(yàn)證該系統(tǒng)的可行性。在理想狀態(tài)下，液位信號(hào)將按照線性的規(guī)律變化。另外，根據(jù)液位檢測(cè)原理設(shè)計(jì)的電容檢測(cè)電路也以線性規(guī)律反映電容值與電壓值之間的關(guān)系。因此，線性規(guī)律變化的信號(hào)是檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試的重要指標(biāo)。
在使用函數(shù)發(fā)生器模擬線性變化信號(hào)的條件下，函數(shù)發(fā)生器按照如下方式設(shè)置：鋸齒波的輸出，上升區(qū)間占100％，輸出頻率為1 Hz，下偏移為0 V，Vp-p為2 V。信號(hào)處理單元的采樣頻率設(shè)詈為100 Hz，并且采用4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行算術(shù)平均值濾波。隨機(jī)采樣1 000次的采樣結(jié)果的折線圖見圖7。從該采樣結(jié)果來看，經(jīng)過濾波算法的處理之后，信號(hào)處理單元可以獲得較好的采樣結(jié)果。

5 結(jié)論
本文完成了基于雙單片機(jī)的信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由ADC0832對(duì)要采集的信號(hào)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，兩單片機(jī)可同時(shí)讀取獨(dú)立的外部存儲(chǔ)器的任何存儲(chǔ)單元，通過串口將單片機(jī)2從存儲(chǔ)器中讀取的數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)。兩單片機(jī)不同的晶振頻率設(shè)置便于在不同的工作狀態(tài)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)說明：以雙單片機(jī)作為信號(hào)處理系統(tǒng)的核心，具有便于實(shí)時(shí)控制，系統(tǒng)便于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，是以后信息處理的一個(gè)發(fā)展方向。