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第51节:使用ADC0832收集电压信号进行滤波处理

开场白:连续判断N次一致性的滤波法,是为了避免末尾小数点的数据偶尔跳动。这种滤波方法的原理跟我在按键扫描中去抖动的原理是一模一样的

开场白:

接连判别N次共同性的滤波法,是为了防止结尾小数点的数据偶然跳动。这种滤波办法的原理跟我在按键扫描中去颤动的原理是如出一辙的,被我频频地应用在很多的工控项目中。

这一节要教会我们一个常识点:接连判别N次共同性的滤波法。

详细原理:当某个采样变量发生改变时,有两种或许,一种或许是外界的一个瞬间搅扰。另一种或许是变量的确发生改变。为了有用去除搅扰,当发现变量有改变时,我会接连收集N次,假如接连N次都是共同的成果,我才以为不是搅扰。假如中心只需呈现一次不共同,我会立刻把计数器清零,这一步是精华,很要害。

详细内容,请看源代码解说。

(1) 硬件渠道.

依据朱兆祺51单片机学习板

(2)完成功用:

本程序有2个部分显现。

第1个部分是第8,7,6,5位数码管,显现没有通过滤波处理的实践电压值。此刻能观察到未经滤波的数据不太安稳,结尾小数点数据会有跳动的现象

第2个部分是第4,3,2,1位数码管,显现通过特定算法滤波后的实践电压值。此刻能观察到通过滤波后的数据很安稳,没有跳动的现象。而且显现的电压值跟未通过滤波的电压值几乎是完全共同,不会呈现上一节用区间滤波法所留下的0.02V差错问题。

体系保存3位小数点。手动调理可调电阻时,能够看到显现的数据在改变。

(3)源代码解说如下:

#include “REG52.H”

#define const_N 8 //接连判别N次共同性滤波办法中,N的取值

#define const_voice_short 40 //蜂鸣器短叫的持续时间

void initial_myself(void);

void initial_peripheral(void);

void delay_short(unsigned int uiDelayShort);

void delay_long(unsigned int uiDelaylong);

//驱动数码管的74HC595

void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01);

void display_drive(void); //显现数码管字模的驱动函数

void display_service(void); //显现的窗口菜单服务程序

//驱动LED的74HC595

void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01);

void T0_time(void); //守时中止函数

void ad_sampling_service(void); //AD采样与处理的服务程序

sbit led_dr=P3^5; //LED灯

sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口

sbit dig_hc595_sh_dr=P2^0; //数码管的74HC595程序

sbit dig_hc595_st_dr=P2^1;

sbit dig_hc595_ds_dr=P2^2;

sbit hc595_sh_dr=P2^3; //LED灯的74HC595程序

sbit hc595_st_dr=P2^4;

sbit hc595_ds_dr=P2^5;

sbit adc0832_clk_dr = P1^2; // 界说adc0832的引脚

sbit adc0832_cs_dr = P1^0;

sbit adc0832_data_sr_dr = P1^1;

unsigned char ucDigShow8; //第8位数码管要显现的内容

unsigned char ucDigShow7; //第7位数码管要显现的内容

unsigned char ucDigShow6; //第6位数码管要显现的内容

unsigned char ucDigShow5; //第5位数码管要显现的内容

unsigned char ucDigShow4; //第4位数码管要显现的内容

unsigned char ucDigShow3; //第3位数码管要显现的内容

unsigned char ucDigShow2; //第2位数码管要显现的内容

unsigned char ucDigShow1; //第1位数码管要显现的内容

unsigned char ucDigDot8; //数码管8的小数点是否显现的标志

unsigned char ucDigDot7; //数码管7的小数点是否显现的标志

unsigned char ucDigDot6; //数码管6的小数点是否显现的标志

unsigned char ucDigDot5; //数码管5的小数点是否显现的标志

unsigned char ucDigDot4; //数码管4的小数点是否显现的标志

unsigned char ucDigDot3; //数码管3的小数点是否显现的标志

unsigned char ucDigDot2; //数码管2的小数点是否显现的标志

unsigned char ucDigDot1; //数码管1的小数点是否显现的标志

unsigned char ucDigShowTemp=0; //暂时中心变量

unsigned char ucDisplayDriveStep=1; //动态扫描数码管的过程变量

unsigned char ucWd1Part1Update=1; //在窗口1中,部分1的更新显现标志

unsigned char ucWd1Part2Update=1; //在窗口1中,部分2的更新显现标志

unsigned char ucTemp1=0; //中心过渡变量

unsigned char ucTemp2=0; //中心过渡变量

unsigned char ucTemp3=0; //中心过渡变量

unsigned char ucTemp4=0; //中心过渡变量

unsigned char ucTemp5=0; //中心过渡变量

unsigned char ucTemp6=0; //中心过渡变量

unsigned char ucTemp7=0; //中心过渡变量

unsigned char ucTemp8=0; //中心过渡变量

unsigned char ucAD=0; //AD值

unsigned char ucCheckAD=0; //用来做校验比照的AD值

unsigned long ulTemp=0; //参加换算的中心变量

unsigned long ulTempFilterV=0; //参加换算的中心变量

unsigned long ulBackupFilterV=5000; //备份最新采样数据的中心变量

unsigned char ucSamplingCnt=0; //记载接连N次采样的计数器

unsigned long ulV=0; //未经滤波处理的实时电压值

unsigned long ulFilterV=0; //通过滤波后的实时电压值

//依据原理图得出的共阴数码管字模表

code unsigned char dig_table[]=

{

0x3f, //0 序号0

0x06, //1 序号1

0x5b, //2 序号2

0x4f, //3 序号3

0x66, //4 序号4

0x6d, //5 序号5

0x7d, //6 序号6

0x07, //7 序号7

0x7f, //8 序号8

0x6f, //9 序号9

0x00, //无 序号10

0x40, //- 序号11

0x73, //P 序号12

};

void main()

{

initial_myself();

delay_long(100);

initial_peripheral();

while(1)

{

ad_sampling_service(); //AD采样与处理的服务程序

display_service(); //显现的窗口菜单服务程序

}

}

void ad_sampling_service(void) //AD采样与处理的服务程序

{

unsigned char i;

ucAD=0; //AD值

ucCheckAD=0; //用来做校验比照的AD值

/* 片选信号置为低电平 */

adc0832_cs_dr = 0;

/* 榜首个脉冲,开端位 */

adc0832_data_sr_dr = 1;

adc0832_clk_dr = 0;

delay_short(1);

adc0832_clk_dr = 1;

/* 第二个脉冲,挑选通道 */

adc0832_data_sr_dr = 1;

adc0832_clk_dr = 0;

adc0832_clk_dr = 1;

/* 第三个脉冲,挑选通道 */

adc0832_data_sr_dr = 0;

adc0832_clk_dr = 0;

adc0832_clk_dr = 1;

/* 数据线输出高电平 */

adc0832_data_sr_dr = 1;

delay_short(2);

/* 榜首个下降沿 */

adc0832_clk_dr = 1;

adc0832_clk_dr = 0;

delay_short(1);

/* AD值开端送出 */

for (i = 0; i < 8; i++)

{

ucAD <<= 1;

adc0832_clk_dr = 1;

adc0832_clk_dr = 0;

if (adc0832_data_sr_dr==1)

{

ucAD |= 0x01;

}

}

/* 用于校验的AD值开端送出 */

for (i = 0; i < 8; i++)

{

ucCheckAD >>= 1;

if (adc0832_data_sr_dr==1)

{

ucCheckAD |= 0x80;

}

adc0832_clk_dr = 1;

adc0832_clk_dr = 0;

}

/* 片选信号置为高电平 */

adc0832_cs_dr = 1;

if(ucCheckAD==ucAD) //查验持平

{

ulTemp=0; //把char类型数据赋值给long类型数据之前,必须先清零

ulTemp=ucAD; //把char类型数据赋值给long类型数据,参加乘除法运算的数据,为了防止运算成果溢出,我都用long类型

/* 注释一:

* 由于保存3为小数点,这儿的5000代表5.000V。ulTemp/255代表分辨率.

* 有些书上说8位AD最高分辩可到达256级(0xff+1),我以为这种说法是过错的。

* 8位AD最高分辩应该是255级(0xff),所以这儿除以255,而不是256.

*/

ulTemp=5000*ulTemp/255; //进行电压换算

ulV=ulTemp; //得到未经滤波处理的实时电压值

ucWd1Part1Update=1; //部分更新显现未经滤波处理的电压

/* 注释二:

* 以下接连判别N次共同性的滤波法,为了防止结尾小数点的数据偶然跳动。

* 这种滤波办法的原理跟我在按键扫描中的去颤动原理是如出一辙的,被我频频

* 地应用在很多的工控项目中。

* 详细原理:当某个采样变量发生改变时,有两种或许,一种或许是外界的一个瞬间搅扰。

* 另一种或许是变量的确发生改变。为了有用去除搅扰,当发现变量有改变时,

* 我会接连收集N次,假如接连N次都是共同的成果,我才以为不是搅扰。假如中心

* 只需呈现一次不共同,我会立刻把计数器清零,这一步是精华,很要害。

*

*/

if(ulTempFilterV!=ulTemp) //发现变量有改变

{

ucSamplingCnt++; //计数器累加

if(ucSamplingCnt>const_N) //假如接连N次都是共同的,则以为不是搅扰。的确有数据需求更新显现。这儿的const_N取值是8

{

ucSamplingCnt=0;

ulTempFilterV=ulTemp; //及时保存更新了的数据,便利下一次有新数据比照做准备

ulFilterV=ulTempFilterV; //得到通过滤波处理的实时电压值

ucWd1Part2Update=1; //部分更新显现通过滤波处理的电压

}

}

else

{

ucSamplingCnt=0; //只需呈现一次不共同,我会立刻把计数器清零,这一步是精华,很要害。

}

}

}

void display_service(void) //显现的窗口菜单服务程序

{

if(ucWd1Part1Update==1)//未经滤波处理的实时电压更新显现

{

ucWd1Part1Update=0;

ucTemp8=ulV%10000/1000; //显现电压值个位

ucTemp7=ulV%1000/100; //显现电压值小数点后第1位

ucTemp6=ulV%100/10; //显现电压值小数点后第2位

ucTemp5=ulV%10; //显现电压值小数点后第3位

ucDigShow8=ucTemp8; //数码管显现实践内容

ucDigShow7=ucTemp7;

ucDigShow6=ucTemp6;

ucDigShow5=ucTemp5;

}

if(ucWd1Part2Update==1)//通过滤波处理后的实时电压更新显现

{

ucWd1Part2Update=0;

ucTemp4=ulFilterV%10000/1000; //显现电压值个位

ucTemp3=ulFilterV%1000/100; //显现电压值小数点后第1位

ucTemp2=ulFilterV%100/10; //显现电压值小数点后第2位

ucTemp1=ulFilterV%10; //显现电压值小数点后第3位

ucDigShow4=ucTemp4; //数码管显现实践内容

ucDigShow3=ucTemp3;

ucDigShow2=ucTemp2;

ucDigShow1=ucTemp1;

}

}

void display_drive(void)

{

//以下程序,假如加一些数组和移位的元素,还能够紧缩容量。可是鸿哥寻求的不是容量,而是明晰的解说思路

switch(ucDisplayDriveStep)

{

case 1: //显现第1位

ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow1];

if(ucDigDot1==1)

{

ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显现小数点

}

dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfe);

break;

case 2: //显现第2位

ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow2];

if(ucDigDot2==1)

{

ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显现小数点

}

dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfd);

break;

case 3: //显现第3位

ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow3];

if(ucDigDot3==1)

{

ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显现小数点

}

dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfb);

break;

case 4: //显现第4位

ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow4];

if(ucDigDot4==1)

{

ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显现小数点

}

dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xf7);

break;

case 5: //显现第5位

ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow5];

if(ucDigDot5==1)

{

ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显现小数点

}

dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xef);

break;

case 6: //显现第6位

ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow6];

if(ucDigDot6==1)

{

ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显现小数点

}

dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xdf);

break;

case 7: //显现第7位

ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow7];

if(ucDigDot7==1)

{

ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显现小数点

}

dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xbf);

break;

case 8: //显现第8位

ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow8];

if(ucDigDot8==1)

{

ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显现小数点

}

dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0x7f);

break;

}

ucDisplayDriveStep++;

if(ucDisplayDriveStep>8) //扫描完8个数码管后,从头从榜首个开端扫描

{

ucDisplayDriveStep=1;

}

}

//数码管的74HC595驱动函数

void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01)

{

unsigned char i;

unsigned char ucTempData;

dig_hc595_sh_dr=0;

dig_hc595_st_dr=0;

ucTempData=ucDigStatusTemp16_09; //先送高8位

for(i=0;i<8;i++)

{

if(ucTempData>=0x80)dig_hc595_ds_dr=1;

else dig_hc595_ds_dr=0;

dig_hc595_sh_dr=0; //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器

delay_short(1);

dig_hc595_sh_dr=1;

delay_short(1);

ucTempData=ucTempData<<1;

}

ucTempData=ucDigStatusTemp08_01; //再先送低8位

for(i=0;i<8;i++)

{

if(ucTempData>=0x80)dig_hc595_ds_dr=1;

else dig_hc595_ds_dr=0;

dig_hc595_sh_dr=0; //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器

delay_short(1);

dig_hc595_sh_dr=1;

delay_short(1);

ucTempData=ucTempData<<1;

}

dig_hc595_st_dr=0; //ST引脚把两个寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上而且锁存起来

delay_short(1);

dig_hc595_st_dr=1;

delay_short(1);

dig_hc595_sh_dr=0; //拉低,抗搅扰就增强

dig_hc595_st_dr=0;

dig_hc595_ds_dr=0;

}

//LED灯的74HC595驱动函数

void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01)

{

unsigned char i;

unsigned char ucTempData;

hc595_sh_dr=0;

hc595_st_dr=0;

ucTempData=ucLedStatusTemp16_09; //先送高8位

for(i=0;i<8;i++)

{

if(ucTempData>=0x80)hc595_ds_dr=1;

else hc595_ds_dr=0;

hc595_sh_dr=0; //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器

delay_short(1);

hc595_sh_dr=1;

delay_short(1);

ucTempData=ucTempData<<1;

}

ucTempData=ucLedStatusTemp08_01; //再先送低8位

for(i=0;i<8;i++)

{

if(ucTempData>=0x80)hc595_ds_dr=1;

else hc595_ds_dr=0;

hc595_sh_dr=0; //SH引脚的上升沿把数据送入寄存器

delay_short(1);

hc595_sh_dr=1;

delay_short(1);

ucTempData=ucTempData<<1;

}

hc595_st_dr=0; //ST引脚把两个寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上而且锁存起来

delay_short(1);

hc595_st_dr=1;

delay_short(1);

hc595_sh_dr=0; //拉低,抗搅扰就增强

hc595_st_dr=0;

hc595_ds_dr=0;

}

void T0_time(void) interrupt 1 //守时中止

{

TF0=0; //铲除中止标志

TR0=0; //关中止

display_drive(); //数码管字模的驱动函数

TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b

TL0=0x0b;

TR0=1; //开中止

}

void delay_short(unsigned int uiDelayShort)

{

unsigned int i;

for(i=0;i

{

; //一个分号相当于履行一条空句子

}

}

void delay_long(unsigned int uiDelayLong)

{

unsigned int i;

unsigned int j;

for(i=0;i

{

for(j=0;j<500;j++) //内嵌循环的空指令数量

{

; //一个分号相当于履行一条空句子

}

}

}

void initial_myself(void) //榜首区 初始化单片机

{

led_dr=0;//LED灯默许封闭

beep_dr=1; //用PNP三极管操控蜂鸣器,输出高电平时不叫。

hc595_drive(0x00,0x00); //封闭一切通过别的两个74HC595驱动的LED灯

TMOD=0x01; //设置守时器0为工作方式1

TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b

TL0=0x0b;

}

void initial_peripheral(void) //第二区 初始化外围

{

ucDigDot8=1; //显现未通过滤波电压的小数点

ucDigDot7=0;

ucDigDot6=0;

ucDigDot5=0;

ucDigDot4=1; //显现通过滤波后电压的小数点

ucDigDot3=0;

ucDigDot2=0;

ucDigDot1=0;

EA=1; //开总中止

ET0=1; //答应守时中止

TR0=1; //发动守时中止

}

总结陈词:

在单片机AD采样的体系中,我常用的滤波办法有求平均值法,区间法,接连判别N次共同性这三种办法。读者能够依据不同的体系特色挑选对应的滤波办法,有一些要求高的体系还能够把三种滤波办法混合在一起用。关于AD采样的常识到本节现已讲完,下一节会讲什么新内容呢?欲知概况,请听下回分解—–return句子不为人知的用法。

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