基于雙單片機的信號處理系統設計
在2 V信號輸入的條件下,信號處理單元的采樣結果(隨機取樣1 000次)見圖6。圖中的(1)(2)(3)分別表示單片機1在沒有使用數字濾波算法,采用中值濾波算法和算術平均值濾波算法的條件下得到的輸出結果。采樣結果中,在理想情況下,采樣值應該是102。
通過對兩種不同條件下采樣結果的分析可得到結論:在使用濾波算法的條件下,檢測系統的采樣結果會更集中在理想值附近,但采樣結果的誤差并沒有消除,而且該誤差具有明顯的隨機性。根據誤差理論,該類誤差應屬于未定系統誤差。
根據表1可知。在使用算術平均值濾波算法的情況下,可以提高信號處理單元采樣結果的精度。因此,使用算術平均值濾波算法作為單片機的數字濾波算法。
將該系統用于液面探測系統的信號處理,以驗證該系統的可行性。在理想狀態(tài)下,液位信號將按照線性的規(guī)律變化。另外,根據液位檢測原理設計的電容檢測電路也以線性規(guī)律反映電容值與電壓值之間的關系。因此,線性規(guī)律變化的信號是檢測系統的測試的重要指標。
在使用函數發(fā)生器模擬線性變化信號的條件下,函數發(fā)生器按照如下方式設置: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。信號處理單元的采樣頻率設詈為100 Hz,并且采用4個點進行算術平均值濾波。隨機采樣1 000次的采樣結果的折線圖見圖7。從該采樣結果來看,經過濾波算法的處理之后,信號處理單元可以獲得較好的采樣結果。
5 結論
本文完成了基于雙單片機的信號處理系統的設計,由ADC0832對要采集的信號進行A/D轉換,兩單片機可同時讀取獨立的外部存儲器的任何存儲單元,通過串口將單片機2從存儲器中讀取的數據送入計算機。兩單片機不同的晶振頻率設置便于在不同的工作狀態(tài)。經過實驗說明:以雙單片機作為信號處理系統的核心,具有便于實時控制,系統便于擴展等優(yōu)點,是以后信息處理的一個發(fā)展方向。
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