减，求出其增量以绝对值表示，然后与两次采样允许的最大差值由被控对象的实际情况决定进行比较，若小于或等于，则取本次采样值若大于，则仍取上次采样值作为本次采样值。惯性滤波法此方法是利用模拟阶惯性环节做成的数字低通滤波器，使用需要定的传递函数与频域分析的基础。内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文以上讨论了几种数字滤波方法，各有其特点。在实际应用中，究竟采用不采用以及采用哪种数字滤波，都应视具体情况而定。数字滤波主要适用于随机干扰信号的处理，对于系统误差无能为力。对于硬件设计来说，由于集成度越来越高，所以数字滤波的价值越来越大，每减少个硬件器件就可以节省可观的成本，本设计中采用了算术平均值滤波方法。其程序流程图如图所示。←采样值寄存器首地址←采样次数清零加个采样值到进位处理修改采样值地址采样次数减求平均值滤波输出值送结果寄存器个采样值累加完算术平均值滤波程序开始返回图算术平均值滤波程序流程图标度变换设计生产中的各种参数都有着不同的量纲和数值，但在单片机控制系统的采集转换过程中已变为无量纲的数据，当系统在进行显示记录打印和报警等操作时，必须把这些测得的数据还原为相应量纲的物理量，这就需要进行标度变换。标度变换的任务是把单片机系统检测的对象参数的二进制数值还原变换为原物理量的工程实际值。图为标度变换原理图。例如在个温度测控系统中，种热电偶传感器把现场中的温度转变为信号，经输入通道中的运算放大器放大到，再由位转换成的数字量，这系列的转换过程是由输入通内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文道的硬件电路完成的。传感器放大器单片机数字显示器图标度变换原理图数字量工程量图线性关系的标度变换读入该数字信号在送到显示部分进行显示以前，必须把这无量纲的二进制数值再还原变换成原量纲为的温度信号。比如，最小值应变换对应为最大值应变换对应为。这个标度变换的过程是由算法软件程序来完成的，标度变换有各种不同的算法，它取决于被测参数的工程量与转换后的无量纲数字量之间的函数关系。般而言，输入通道中的放大器转换器基本上是线性的，因此，传感器的输入输出特性就大体上决定了这个函数关系的不同表达形式，也就决定了不同的标度变换方法。因此在程序设计中还要考虑到线性化，这样可以减小测量误差，提高控制品质。但是般调节器可以直接接收来自变送器的信号，而变送器内部已经进行了线性化处理，故在本次设计中没有进行线性化处理的程序设计。标度变换的主要方法有线性式变换非线性式变换多项式变换以及查表法。内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文很多传感器在额定范围内的输出信号与被测物理量具有良好的线性关系，就可采用线性标度变换算法。如图所示。数字量对应的工程量的线性标度变换公式为式中次测量仪表的下限测量范围最小值次测量仪表的上限测量范围最大值实际测量值工程量仪表下限所对应的数字量仪表上限所对应的数字量实际测量值所对应的数字量。式为线性标度变换的通用公式，其中，对个具体的被测参数与输入通道来说都是常数，不同的参数有着不同的值。为使程序设计简单，般把次测量仪表的下限所对应的转换值置为，即。这样式可写成在很多测量系统中，仪表下限值，此时进步简化为式和即为在不同情况下的线性标度变换公式。据此，编程用的标度变换子程序公式分别简化为其中，。内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文其中其中本设计中采用式，其中即为直线斜率。其程序流程图如图所示。标度变换程序开始计算斜率读取数字滤波后结果返回代入图标度变换程序流程图键盘控制设计初始化输出扫描码第行按键第二行按键第三行按键第四行按键超过四行下行防抖获得键值数码管显示开始延时图键盘扫描程序流程图内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文键盘扫描程序的功能是是向系统提供操作人员干预命令及数据。键盘设计所要解决的问题按键的确认重键和连击的处理按键防抖动技术。键盘扫描程序是将扫描码由送到键盘，第个扫描码为，这个数值除了将扫描码送到外，还将设计成输入功能。紧接着，直接判断，若，表示此行与第列交集的按键被按下去即键，反之，则没有被按下。然后再以同样的方式判断依此类推。若都没有被按下，则重新输入扫描码，以扫描下行，而下行个按键判断方式，与前行的判断方式样，所以，使用同样的方法，继续扫描第二第三第四行。当全部扫描完毕，再重新开始，如此周而复始，即可随时反应这个按键的状态。其程序流程图如图所示。液位报警设计报警处理子程序开始液位报警下限吗液位报警上限吗送液位正常信号返回报警上限处理报警下限处理图液位报警处理程序流程图在微型计算机控制系统中，常规的工作状态可以通过指示灯或数码管显示给予指示，随时提供信息，供操作人员参考。但对于些紧急情况，则需以特殊的方式，提醒现场操作人员注意，或采取紧急措施。其方法就是把微型处理器的采集数据在进行数字滤波标度变换之后，与该参数的设定上限下限值进行比较，如果高于上限值或低于下限值内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文则进行报警，否则就作为采样的正常值，进行显示和控制。在本设计中系统中采用声音报警。其程序流程图如图所示。内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文第五章课题总结及设想课题总结到目前为止，本课题已经全部完成，下面对该课题做小结。异型水箱仿真装置的整体性设计本设计根据实际需要设计了系统的硬件电路，并根据软件设计思想开发了套与硬件相配套的软件程序，完成了系统智能控制部分的设计。根据系统技术指标和实际要求，对异型水箱仿真装置中的些重要原理特性和异型水箱的数学模型进行了分析及研究，完成了系统的整体方案设计，并对系统的硬件电路部分进行了调试。异型水箱仿真装置硬件的设计系统硬件部分包括转换电路键盘输入电源监测及看门狗单片机输出显示以及报警指示。将采集来的水箱进水处流量经转换送入单片机处理并输出显示异型水箱实际水位。键盘用来设置参数模拟水箱特性。其中转换选用，键盘采用矩阵键盘，单片机选用，输出显示采用位共阴八段数码显示管。异型水箱仿真装置软件的设计程序是整个软件的核心，主要任务是完成系统数据的初始化，进行程序自检并判断仪器是否能正常工作，以及设置中断响应及些功能的判别等，即主要完成系统初始化以及判断调用各模块程序，实现各模块程序的链接程序。整个异型水箱仿真装置是在程序控制下工作的，该系统的软件全部采用语言编写，以提高系统的快速性和实时性。该设计采用模块化的设计思想，将该部分设计划分为相应的程序模块，分别进行设计编制和调试，最后通过主程序和中断处理程序将各程序内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文模块连接起来。本系统的软件设计包括转换程序，数字滤波程序，标度变换程序，键盘扫描程序以及输出显示程序的设计。课题设想随着测控技术日新月异的发展，对测量精度和控制的实时性要求将不断提高。对异型水箱仿真装置研究的后续工作还有很大的发展前景。首先，在系统构成上，本文单纯讨论了个单容水箱的仿真，对于这系统与整个工厂自动化系统的关系涉及较少，尤其是非常重要的数据通讯与交换。其次，在本文仿真部分没有进行硬件在回路中的调试，只是利用了异型水箱的数学模型，从系统的物理意义上对系统进行了研究，并没有真正意义上对系统进行有效的控制，应该在今后的工作中给予足够重视。内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文参考文献陈霞，白小军基于单片机的液位监控系统，电气时代共阴数码管位显示程序内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文取显示数据的千位，百位，十位，个位并将它们依次送到对应的显示缓冲区发送中断标志位清等待发送结束主程序内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文采样滤波数字滤波标度变换输出内蒙古科技大学毕业设计说明书毕业论文致谢本课题经过四个月的不懈努力，在导师的悉心指导下，终于圆满完成。此时此刻不敢忘记我的导师闫俊红老师。从基础资料整理控制策略研究及调试程序直到最终论文完成，其间倾注了老师大量的心血。在这里，我首先要感谢我的指导教师闫俊红老师。闫老师事务缠身的同时，仍然自始至终关注着我的学业和论文进展情况，并时时给稍有懈怠的我以鞭策和教诲，使我在学业和人生的道路上少走了许多弯路。闫老师不仅传授我大量的专业知识，还教会我对待科学问题的态度，分析解决问题的思维方式及为人处世之道，这些精神财富从种意义上比学术指导更有意义，受益终身。在闫老师的培养下，我的科研能力得到了显著的提高，人生品质得到了最大的提升。在此，再次向闫老师致以忠心的感谢和诚挚的敬意,同时也要感谢同学的热情帮助,李刚，王焱新概念单片机教程，天津天津大学出版社，姚勇，李忠勤，邳志刚水箱水位控制的