第六章过程控制数据处理的方法优秀PPT.ppt
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1、第六章过程控制数据处理的方法第一页,本课件共有51页6.1 查表技术查表技术 6.2 数字滤波技术数字滤波技术 6.3 量程自动转换和标度变换量程自动转换和标度变换 6.4 测量数据预处理技术测量数据预处理技术 6.5 DSP在数据处理中的应用在数据处理中的应用 第六章第六章 过程控制数据处理方法过程控制数据处理方法 第二页,本课件共有51页6.1 查表技术查表技术 查查表表技技术术:把把事事先先计计算算或或测测得得的的数数据据按按一一定定顺顺序序编编制制成成表表格格,查查表表程程序序的的任任务务就就是是根根据据被被测测参参数数的的值值或或中中间间结结果果,查出最终所需要的结果。查出最终所需要
2、的结果。表格的排列方法有:表格的排列方法有:无序表格:表中的数是任意排列的无序表格:表中的数是任意排列的有序表格:表中的数按一定的顺序排列有序表格:表中的数按一定的顺序排列 查表的方法主要有:查表的方法主要有:顺序查表法顺序查表法计算查表法计算查表法对分查表法对分查表法第三页,本课件共有51页6.1.1 顺序查表法顺序查表法 顺顺序序查查表表法法:是是对对无无序序表表格格的的一一种种查查找找方方法法,从从第第一一项项开始按顺序逐项查找,直到找到所要查找的关键字为止。开始按顺序逐项查找,直到找到所要查找的关键字为止。程序设计方法:程序设计方法:表的起始地址送表的起始地址送DPTR表格的长度放在某
3、一寄存器中表格的长度放在某一寄存器中要查找的关键字放在某一存储单元中要查找的关键字放在某一存储单元中用用CJNE A,direct,rel指令进行查找指令进行查找第四页,本课件共有51页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DPTR(R2R3)地址加100H(R2R3)和关键字相等吗?全部查完了吗?返回NYYNCJNE A,CHECD,A1DJNZ R4,LOOPMOV R2,DPHMOV R3,DPL第五页,本课件共有51页 ORG 0200HMAIN:MOV DPTR,#SEGTAB MOV R1,#8
4、MOV CHECD,#DATAA2:MOVX A,DPTR CJNE A,CHECD,A1 MOV R2,DPH MOV R3,DPLA3:RETA1:INC DPTR DJNZ R1,A2 MOV R2,#0 MOV R3,#0 AJMP A3第六页,本课件共有51页6.1.2 计算查表法计算查表法 如如果果要要搜搜索索的的内内容容与与表表格格的的排排列列有有一一定定关关系系,可可用用计计算算查查表法进行查找。表法进行查找。计计算算查查表表法法:根根据据所所给给元元素素Xi,通通过过一一定定的的计计算算,求求出出元元素素Xi所所对应的数值的地址,然后将该地址单元的内容取出即可。对应的数值的地
5、址,然后将该地址单元的内容取出即可。1、适适用用范范围围:要要求求各各元元素素在在表表中中排排列列的的格格式式及及所所占占用用的的空空间间必必须须一一致,而且各元素是严格按顺序排列的。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:数据表格的设计根根据据设设计计的的数数据据表表格格,可可以以找找出出数数据据元元素素X和和其其对对应应的的数数值值Y在在表表中地址之间的关系,即计算公式。中地址之间的关系,即计算公式。第七页,本课件共有51页6.1.2 计算查表法计算查表法 例例:设设计计一一巡巡回回检检测测报报警警装装置置,要要求求对对16个个通通道道输输入入值值进进行比较,当某
6、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。设设计计表表格格:按按通通道道巡巡回回检检测测,且且报报警警值值为为定定长长字字节节,所所以以设设计计成成有有序序表表格格,报报警警值值按按通通道道015依依次次存存放放,每每通通道道占占两两字字节节,分分别别存放上限报警值和下限报警值。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:报警值存放地址报警值存放地址=数据表格起始地址数据表格起始地址+通道号通道号2第八页,本课件共有51页6.1.3 对分查表法对分查表法 如如果果表表格格满满足
7、足从从大大到到小小或或从从小小到到大大的的顺顺序序排排列列,则则对对这这种种表表格可以使用对分查表法。格可以使用对分查表法。1、适用范围:表格中的数据已经按大小顺序排列好、适用范围:表格中的数据已经按大小顺序排列好2、查找过程:(假设表格中的数据从小到大排列)、查找过程:(假设表格中的数据从小到大排列)取表格数组中间位置的数和关键字比较取表格数组中间位置的数和关键字比较取数取数=关键字关键字取数取数关键字关键字取数取数关键字关键字 查找成功查找成功下次对分检索范围从数据区起点到本次取数下次对分检索范围从数据区起点到本次取数下次对分检索范围从本次取数到数据区终点下次对分检索范围从本次取数到数据区
8、终点第九页,本课件共有51页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中中存存放放元元素素表表中中下下限限元元素素的的序序号号(R2)=0,R3中中存存放放元元素素表表中上限元素的序号中上限元素的序号(R3)=n2)判判(R2)和和(R3)的的大大小小,若若(R2)(R3),说说明明表表已已经经查查完完,但但未未查查到到,使使标志位标志位CY=0,查表程序结束,查表程序结束3)计算中点元素序号:)计算中点元素序号:(R4)=(R2)+(R3)/24)计算中点元素的地址:)计算中点元素的地址:(MIADR)=表首地址表首地址+W(R4)其中其中W为一个数据元素的字节
9、数为一个数据元素的字节数5)将关键字)将关键字X与中点元素的值进行比较与中点元素的值进行比较若X(MIADR),选取高值的半个表,此时R3不变,(R2)(R4)并转第2步若X=(MIADR),则找到,使CY=1,并将该元素送到(R1)作为首地址的内部RAM中。第十页,本课件共有51页 ORG 0200HMAIN:MOV R0,#DATA MOV R2,#0 MOV R3,#N MOV R1,#30HA5:MOV A,R2 CJNE A,R3,A1A2:CLR CY RETA1:JC A2 ADD A,R3 RRC A MOV R4,A MOV DPTR,#SEGTAB MOVC A,A+DPT
10、R CJNE A,R0,A3 SETB CY MOV R1,A RETA3:JC A4 MOV A,R4 MOV R3,A AJMP A5A4:MOV A,R4 MOV R2,A AJMP A5第十一页,本课件共有51页6.2 数字滤波技术数字滤波技术 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。输入信号的干扰,即进行滤波。分类:分类:模拟滤波模拟滤波一般由电容、电阻、运算放大器等电子元件组成,用于阻止一般由电容、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和削弱一定频率的信号数字滤波数字滤
11、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,减少干扰信号在有用信号中的比重工,减少干扰信号在有用信号中的比重第十二页,本课件共有51页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(如可对低频信号(如0.01Hz)实现滤波。)实现滤波。(4)采采用用不不同同的的算算法法和和参参数数就就可可实实现现对对不不同同
12、信信号号的的滤滤波波,使使用用 起来灵活、方便。起来灵活、方便。6.2 数字滤波技术数字滤波技术 第十三页,本课件共有51页6.2.1 程序判断滤波程序判断滤波 6.2.2 中值滤波中值滤波6.2.3 算术平均滤波算术平均滤波6.2.4 加权平均值滤波加权平均值滤波6.2 数字滤波技术数字滤波技术 第十四页,本课件共有51页 6.2.1 程序判断滤波程序判断滤波 程程序序判判断断滤滤波波:就就是是根根据据经经验验,确确定定出出两两次次采采样样输输入入信信号号可可能能出出现现的的最最大大偏偏差差y。如如果果超超过过此此偏偏差差,则则表表明明该该输输入入信信号号是是干干扰扰信信号号,应应该该舍舍弃
13、弃;如如果小于此偏差,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。分类分类:限幅滤波限幅滤波限速滤波限速滤波第十五页,本课件共有51页 限限幅幅滤滤波波:就就是是把把相相邻邻的的两两次次采采样样值值相相减减,求求出出其其增增量量(以以绝绝对对值值表表示示),然然后后与与两两次次采采样样允允许许的的最最大大偏偏差差值值(由由被被控控对对象象的的实实际际情情况况决决定定)y进进行行比比较较,如如果果小小于于等等于于y,则则取取本本次次采采样样值值;如如果大于果大于y,则仍取上次采样值作为本次采样值。,则仍取上次采样值作为本次采样值。即:即:Yn-Yn-1y,则则Y
14、n=Yn,取本次采样值取本次采样值Yn-Yn-1 y,则则Yn=Yn-1,取上次采样值,取上次采样值 限幅滤波限幅滤波 第十六页,本课件共有51页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。第十七页,本课件共有51页设Y(K-1)、Y(K)分别存放在为20H、21H,Y在22H中存放 ORG 0200HMAIN:MOV A,20H CLR C SUBB A,21H JNC LOOP1 CPL A INC ALOOP1:CJNE A,22H,LOOP2LOOP3:MOV A,21H MOV 20H,A RETLOOP2:JC LOOP3 RET第十八页,本课件共有51页限幅滤
15、波的关键在于限幅滤波的关键在于y的选取:的选取:y选取过大,则不容易滤除干扰信号选取过大,则不容易滤除干扰信号y选取过小,则可能会滤掉有用信号选取过小,则可能会滤掉有用信号限幅滤波的缺点: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。第十九页,本课件共有51页限速滤波限速滤波设在顺序采样时刻设在顺序采样时刻T1、T2、T3所采集的数据分别为所采集的数据分别为Y1、Y2、Y3 Y2-Y1 y,则,则Y2作为采样值作为采样值 Y2-Y1 y,则保留,则保留Y2,但不作为采样值,继续采样得,但不作为采样值,继续采样
16、得Y3 如果如果 Y3-Y2 y,则,则Y3作为采样值作为采样值 如果如果 Y3-Y2 y,则取(,则取(Y2+Y3)/2作为采样值作为采样值第二十页,本课件共有51页限速滤波程序流程框图如下图所示。限速滤波程序流程框图如下图所示。第二十一页,本课件共有51页 LIMIT EQU 30H ORG 8000HPRODT2:MOV A,20H CLR C SUBB A,21H JNC LOOP1 CPL A INC ALOOP1:MOV 23H,A MOV A,21H CLR C SUBB A,22H JNC LOOP2 CPL A INC ALOOP2:MOV 24H,A ADD A,23H R
17、RC A MOV LIMIT,A MOV A,23H CJNE A,LIMIT,DONE1 AJMP DONE2DONE1:JC DONE2 MOV A,24H CJNE A,LIMIT,DONE4 AJMP DONE5DONE4:JC DONE5 AJMP DONE6DONE5:MOV A,22H AJMP DONE3DONE6:MOV A,21H ADD A,22H RRC A AJMP DONE3DONE2:MOV A,21HDONE3:RET第二十二页,本课件共有51页6.2.2 中值滤波中值滤波 所谓中值滤波法就是对某一被测参数连续采所谓中值滤波法就是对某一被测参数连续采样样n次(次
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