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第2章 输入输出通道及接口技术(陈立功)v52

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通信原理(陈启兴版) 第2章作业和思考题参考答案

通信原理(陈启兴版) 第2章作业和思考题参考答案

D[Y ] E[Y 2 ] E 2 [Y ] E[36 X 2 60 X 25] 25 36 E[ X 2 ] 36 D[ X ] E 2 [ X ] 36(1 0) 36
随机变量 Y 的概率密度为
( y 5)2 ( y 5) 2 1 1 f ( y) exp exp 72 2 36 2 36 6 2
2-7 随机过程 X(t) = X 1 sin(ωt) – X2 cos(ωt)，其中，X 1 和 X 2 都是均值为 0，方差为 σ2 的彼此独立 的高斯随机变量，试求：随机过程 X(t)的均值、方差、一维概率密度函数和自相关函数。 解 随机过程 X(t)的均值为
E[ X (t )] E[ X1 sin(ωt ) X 2 cos(ωt )] sin(ωt )E[ X1 ] cos(ωt )E[ X 2 ] 0
jY () Y ( ) X ()
两边取付立叶变换，得到
此系统的传输函数为
H ( )
此系统的脉冲响应函数为
j
t 0 t0
e t h(t ) F 1 H ( ) 0
输出过程的均值为
mY mX h(t )dt 0
随机过程 X(t)的自相关函数为
R(t1 , t2 ) E[ X (t1 ) X (t2 )]
E X 1 sin(ωt1 ) X 2 cos(ωt1 ) X 1 sin(ωt2 ) X 2 cos(ωt2 )
2 2 E X 1 sin(ωt1 ) sin(ωt2 ) X 2 cos(ωt1 ) cos(ωt2 ) X 1 X 2 sin(ωt1 ωt2 )

微型计算机接口技术及应用第三版刘乐善重要知识点

微型计算机接口技术及应用第三版刘乐善重要知识点

1.（为什么要设置接口）设置接口的目的有两条：通过接口实现设备及总线的连接；连接起来以后，CPU通过接口对设备进行访问，即操作或限制设备。

2.接口分为两类：设备接口和总线桥设备接口：是指I/O设备及本地总线（如ISA总线）之间的连接电路并进行信息（包括数据, 地址及状态）交换的中转站。

总线桥，是实现微处理器总线及PCI总线，以及PCI总线及本地总线之间的连接及信息交换（映射）的接口。

3.设备接口和总线桥的区分：首先，总线桥及接口的区分是连接对象不同。

接口连接的的是I/O设备和本地总线（用户总线），总线桥连接的是本地总线（用户总线）和PCI总线。

其次，传递信息的方法不同。

接口是直接传递信息，接口两端的信息通过硬件传递，是一种一一对应的固定关系。

桥是间接传递信息，桥两端的信息是一种映射的关系，并非通过硬件一一对应的直接传输，即由软件建立起来的映射规则实现，可动态改变。

4.为什么要设置I/O设备接口为什么要在ISA总线和I/O设备之间设置接口电路呢？缘由：一, 微机的总线及I/O设备两者的信号线不兼容，在信号线的功能定义，逻辑定义和时序关系上都不一样；二，CPU及I/O设备的工作速度不兼容，CPU速度高，I/O设备速度低；三，若不通过接口，而由CPU直接对I/O设备的操作实施限制，就会使CPU穷于应付及I/O设备硬件打交道，从而大大降低CPU的效率；四, 若I/O设备直接由CPU限制，也会使I/O设备的硬件结构依靠于CPU，对I/O设备本身的发展不利。

因此，有必要设置具有独立功能的接口电路，以便协调CPU及I/O设备两者的工作，提高CPU的效率，不有利于I/O设备按自身的规律发展。

5.I/O设备接口的功能 1.执行CPU命令 2.返回外设状态 3.数据缓冲 4.信号转换 5.设备选择6.数据宽度及数据格式转换6.I/O设备接口及CPU交换数据的方式 1.查询方式 2.中断方式 3.直接存储器存取（DMA）方式7.D/A转换器的接口采纳的数据段和交换方式是无条件传输。

可编程控制器原理与程序设计(第2版)[谢克明]第1章

可编程控制器原理与程序设计(第2版)[谢克明]第1章

智能化
现代的可编程控制器具备了更强大的数据处理和逻辑运算 能力，能够实现更复杂的控制算法和数据处理功能，推动 了工业自动化系统的智能化发展。
无线通信与物联网技术
随着无线通信和物联网技术的发展，可编程控制器正逐渐 融入这些技术，实现远程监控和控制，提高了工业自动化 系统的灵活性和可靠性。
工业自动化网络简介
可编程控制器原理与程序设计(第2 版) 第1章
目录
• 可编程控制器概述 • 可编程控制器的组成与工作原理 • 逻辑控制器与顺序控制器 • 可编程控制器应用设计基础 • 可编程控制器的发展趋势与工业自动化网
络
01 可编程控制器概述
可编程控制器的定义
可编程控制器（Programmable Controller，简称PLC）是一种专门为工业环境设计的数字电子计算机，具有编程控制功能，能够 进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字或模拟输入/输出接口控制各种类型的机械或生产过程。
现场安装与调试
将可编程控制器安装在现场， 进行系统调试和参数调整，确 保满足实际生产需求。
可编程控制器的选型与配置
控制规模
根据控制点数、通讯方式和扩展能力等 要素，选择合适规模的可编程控制器。
通讯模块
根据需要实现的控制功能和通讯协议， 选择合适的通讯模块，并配置正确的
通讯参数。
输入输出模块
根据输入输出信号的类型和数量，选 择合适的输入输出模块，并配置正确 的信号类型和接线方式。
在应用上，逻辑控制器适用于简单的开关量控制 场景，而顺序控制器则适用于需要自动化控制的 生产线或工业过程。
在结构上，逻辑控制器相对简单，而顺序控制器 通常具有更复杂的内部结构，以实现更复杂的控 制功能。

《微机原理与接口技术》—习题及参考答案

《微机原理与接口技术》—习题及参考答案

3.
4. 5.
6.错误!未指定书签。集源自-4-编者：喻其山
7. 8. 9.
8086CPU 工作在最大模式时，S 2 、 S1 、 S 0 在 CPU 访问存储器与 CPU 访问外 部设备时，分别是什么状态？ 在 8086 最大模式系统中，8288 总线控制器的作用是什么？它产生哪些控制 信号？ FFFFF FFFFE 8086 采用什么方式管理内存？1MB 的内存空 间分为哪两个存储体？它们如何与地址总线、 数据总线相连？ 答：(1)、8086 采用分段方式管理内存； (2)、 1MB 的内存空间分为偶地址和奇地址 两个存储体； A19~A1 (3)、如右图所示：
错误!未指定书签。集
-
1
-
编者：喻其山
第1章
1.
微型计算机概述
冯· 诺依曼计算机的结构特点是什么？ 答：(1)、由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。 (2)、数据和程序以二进制代码形式不加区别地存放在存储器中，存放位 置由地址指定，地址码也为二进制。 (3)、控制器是根据存放在存储器中的指令序列及程序来工作的，并由一 个程序计数器（即指令地址计数器）控制指令的执行。控制器具有 判断能力，能以计算结果为基础，选择不同的动作流程。 微处理器内部一般由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？ 典型微机有哪三大总线？它们传送的是什么信息？ 答：(1)、有数据总线，地址总线和控制总线。 (2)、数据总线用来传输数据信息，是双向总线； 地址总线用于传送 CPU 发出的地址信息，是单向总线； 控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。 其中有的是 CPU 向内存和外设发出的信息，有的则是内存或外设向 CPU 发出的信息。 可见，CB 中每一根线的方向是一定的、单向的，但 CB 作为一个整体是双 向的。 试用示意图说明内存单元的地址和内存单元的内容，二者有何联系和区别？ 答：示意图如右所示： 联系：存储单元中存放着信息，该信 息可以是数据， 也可以是另一单元的地址 的一部分， 每个存储单元都包含着地址和 内容两个部分。都用二进制数表示，地址 为无符号整数，书写格式为 16 进制。 区别： 地址是微机用来管理内存单元 而设置的，相当于内存单元的编号；而内 容是存放在各个内存单元中的二进制信 息。

2017年第5章-输入输出接口技术-课件

2017年第5章-输入输出接口技术-课件

5.1 输入/输出接口概述
▪ I/O端口
– 端口是指I/O接口中供CPU直接存取访问的那些寄存器 或某些特定电路。
– 一个I/O接口可以包括若干个端口，如数据端口、命令
端口、状态端口、方式端口、操作端口及地址索引端
口等。端口的多少及相应的功能取决于一个I/O接口所
关联的外设。
端口1
端口2
端口3
▪ I/O端口
最后一个时钟周期采样中断请求输入引脚 – 与查询传送最大的区别在于：中断
5.2输入/输出方法
▪ 中断传送
主程序
中断请求 断点
继续执行
中断服务程序
对外设 进行处理
返回断点
5.2输入/输出方法
二、直接存储器存取方式 直接存储器访问（DMA）方式是一种完全由硬件 执行I/O交换的工作方式，它的关键是另外构造一 个控制器，代替CPU管理与主存间的数据交换
CPU
I/O 接口
I/O 设备
5.1 输入/输出接口概述
▪ 什么是输入/输出接口技术
– 处理微机系统与外设间联系的技术 – 注意其软硬结合的特点（很多接口都需要驱动程序）
5.1 输入/输出接口概述
▪ 输入/输出接口的基本功能
– 速度匹配：外设慢，主机快 – 格式和类型转换：外设和主机的信息格式和信号类型 – 时序匹配：协调主机与外设的时序 – 传送消息：主机的指令消息，外设的状态消息 – 设置中断：外设准备好数据，接口对主机发中断申请 – 译码选择：按照主机指令信息，选择某一个外设
流程
5.2输入/输出方法
一、程序控制方式
▪ 中断传送
主程序
中断请求
▪ CPU在执行程序中断点，被
内部或外部的事件所打 断，转去执行一段预继先续执行 安排好的中断服务程序； 服务结束后，又返回原 来的断点，继续执行原 来的程序

通道处理机

通道处理机
设备D5的第一次请求没有得到响应，数据 丢失。
D1
t
设备次D请5第求一未 D2
t
得到响应 D3
t
的原因分 析：
D4
t
D5
t
对所有设备的请求时间间隔取最小公倍数，在 这一段时间内通道的流量是平衡的，但是， 在任意设备的任意两次传送请求之间并不能 保证都能得到通道的响应。
为了保证字节多路通道能够正常工作，可以采 取下列几种方法： 方法一：增加通道的最大流量。保证连接在 通道上的所有设备的数据传送请求能够及时 得到通道的响应。 方法二：动态改变设备的优先级。例如，在 30us至70us之间临时提高设备D5的优先级，
选择通道连接P台设备，每台设备都传送n个 字节
TSTD1…TDn TSTD1…TDn …… TSTD1…TDn
D1
D2
……
Dp
T
TS：设备选择时间；TDi：通道传送第i个数据 所用的时间；其中有：i＝1,2,…,n
Di：通道正在为第i台设备服务，其中有：i＝ 1,2,…,p
总共所需要的时间：TSELETE＝（TS／n ＋ TD）·P·n
2、选择通道 选择通道为高速外围设备服务
每个选择通道只有一个以成组方式工作的 子通道，逐个为多台高速外围设备服务
启动输入输出设备指令
选取通道
是
断开？ 否
是 忙？
否
选取子通道
是
断开？
否
是
忙？
否
选取通道指令
是
有错？ 否
选择控制器设备
断开？
是
否
发启动命令
全 0 状态？ 否
通道结束？
是 是
形成条件码，结束。 形成条件码，结束。

微机原理与接口技术（杨立第三版）课后答案

微机原理与接口技术（杨立第三版）课后答案QQ:975465804. 专版1 思考与练习题一、选择题1.计算机硬件中最核心的部件是( )。

CA.运算器B.主存储器C.CPUD.输入/输出设备2.微机的性能主要取决于( )。

A(B——计算机数据处理能力的一个重要指标)A.CPUB.主存储器C.硬盘D.显示器3.计算机中带符号数的表示通常采用( )。

CA.原码B.反码C.补码D.BCD码4.采用补码表示的8位二进制数真值范围是( )。

CA.-127～+127B.-1 27～+128C.-128～+127D.-128～+1285.大写字母“B”的ASCII码是( )。

BA.41HB.42HC.61HD.62H6.某数在计算机中用压缩BCD码表示为10010011，其真值为( )。

CA.10010011BB.93HC.93D.147二、填空题1.微处理器是指_CPU_；微型计算机以_CPU_为核心，配置_内存和I/O接口_构成；其特点是_(1)功能强 (2)可靠性高 (3)价格低 (4)适应性强 (5)体积小 (6)维护方便_。

P8 P52.主存容量是指_RAM和ROM总和_；它是衡量微型计算机_计算机数据处理_能力的一个重要指标；构成主存的器件通常采用_DRAM 和PROM半导体器件_。

P5 P93.系统总线是_CPU与其他部件之间传送数据、地址和控制信息_的公共通道；根据传送内容的不同可分成_数据、地址、控制_3种总线。

P94.计算机中的数据可分为_数值型和非数值型_两类，前者的作用是_表示数值大小，进行算术运算等处理操作_；后者的作用是_表示字符编码，在计算机中描述某种特定的信息_。

P125.机器数是指_数及其符号在机器中加以表示的数值化_；机器数的表示应考虑_机器数的范围、机器数的符号、机器数中小数点位置_3个因素。

P15 P166.ASCII码可以表示_128_种字符，其中起控制作用的称为_功能码_；供书写程序和描述命令使用的称为_信息码_。

微型计算机控制技术第二版课后习题集答案解析潘新民

第一章1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分作用?由四部分组成(1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。

主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。

(2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。

过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。

过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。

过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

(3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。

其中作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能.(4)检测与执行机构:a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量.b.执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。

2、微型计算机控制系统的软件有什么作用？说出各部分软件的作用。

软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。

整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。

就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。

(1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。

《单片机原理及接口技术(第2版)张毅刚》第2章习题及答案

《单片机原理及接口技术》（第2版）人民邮电出版社第2章 AT89S51单片机的片内硬件结构思考题及习题21．在AT89S51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为。

答：2µs2．AT89S51单片机的机器周期等于个时钟振荡周期。

答：123．内部RAM中，位地址为40H、88H的位，该位所在的字节地址分别为和。

答：28H，88H4．片内字节地址为2AH单元最低位的位地址是；片内字节地址为88H单元的最低位的位地址为。

答：50H，A8H5．若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为。

答：06．AT89S51单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为，因上电时PSW= 。

这时当前的工作寄存器区是组工作寄存器区。

答：04H，00H，0。

7. 内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为 H～ H。

答：00H，1FH8. 通过堆栈操作实现子程序调用时，首先要把的内容入栈，以进行断点保护。

调用子程序返回指令时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到，先弹出的是原来中的内容。

答：PC, PC，PCH9．AT89S51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为AT89S51单片机的PC是16位的，因此其寻址的范围为 KB。

答：6410．判断下列说法是否正确？A．使用AT89S51单片机且引脚EA=1时，仍可外扩64KB的程序存储器。

错B．区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端。

错C．在AT89S51单片机中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须事先预置为1。

对D．PC可以看成是程序存储器的地址指针。

对11．判断下列说法是否正确？A．AT89S51单片机中特殊功能寄存器（SFR）占用片内RAM的部份地址。

对B．片内RAM的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能进行字节寻址。

错C．AT89S51单片机共有26个特殊功能寄存器，它们的位都是可用软件设置的，因此，是可以进行位寻址的。

计算机控制于海生


D0
D1
D2
D3
D4
PC D5
总
D6
线
D7
74LS273
D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 D8 Q8
CLK
CLR
CS
IOW RESET
图 2 .2 数字量输出接口
输出接口
设片选端口地址为port，可用以下指 令完成数据输出控制。
MOV AL， DATA MOV DX， port OUT DX， AL
27
2.3.1 模拟量输入通道的组成
过程参数由传感元件和变送器测量并转换为电流(或电压) 形式后，再送至多路开关；在微机的控制下，由多路开关将各 个过程参数依次地切换到后级，进行采样和A/D转换，实现过 程参数的巡回检测。
模拟量输入通道一般由I/V变换，多路转换器、采样保持 器、A/D转换器、接口及控制逻辑等组成。
2.1 数字量输入输出通道
2.1.1 数字量输入输出接口技术 2.1.2 数字量输入通道 2.1.3 数字量输出通道
1
明确概念
1、数字量(开关量)信号 开关的闭合与断开，指示灯的亮与灭，继电器
或接触器的吸合与释放，马达的启动与停止，阀门 的打开与关闭等。
共同特征:这些信号的是以二进制的逻辑 “1” 和“0”出现的，代表生产过程的一个状态。 2、PC总线
点，因此引起瞬时高压、过电压、接触抖动等现象。 为了将外部开关量信号输入到计算机，必须将现场
输入的状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换 成计算机能够接收的逻辑信号，这些功能称为信号调 理。
（1）小功率输入调理电路 （2）大功率输入调理电路
6
（1）小功率输入调理电路
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大值和最小值，再把剩余的采样值进行平均，所得的结果为 本次滤波器的输出。
优点
既能防止脉冲干扰的影响，又能使周期性干扰得到平滑 处理，兼具算术平均滤波和中值滤波的优点，对快变和慢变 参数都有抑制干扰的作用。
09:38
2章28-16
电气工程与自动化系----LgcAche
2.4.8 小结
计算机控制技术
算法算式 若n=3 ，则为
适用场合
y(k)= x2
(x1 <x2 <x3)
滤去由于偶然因素引起的波动或由采样开关或A/D转换器 等工作不稳定造成的误码所引起的脉冲干扰。对变化缓慢的被 测参数，如温度、液位、成分等，能收到很好的滤波效果。
09:38
2章28-8
电气工程与自动化系----Li1
(Ex
Ei1 )
Ti 1
ki
(Ex
Ei1 )
TX——由Ex换算所得的温度；
E
Ex——测量热电势；
Ei，Ei-1——Ex所在折线段两端的热电势；
Ti，Ti-1——Ex所在折线段两端的温度；
Ki——第i个折线段的斜率。
实际应用时，由测量值Ex的大小选择其所在的折线段，
适用场合
抑制具有周期性干扰信号的变化快的参数，如流量、压力，
其值总在某一数值范围内波动，即周期性脉动信号。
09:38
2章28-7
电气工程与自动化系----LgcAche
计算机控制技术
2.4.2 中值滤波
基本思路
对某一个被测参数连续采样n次（n为奇数，且一般取3～ 9），然后按大小顺序排列，从中选取一个大小居中的采样值 作为滤波的输出。
09:38
2章28-5
电气工程与自动化系----LgcAche
计算机控制技术
数字滤波方法
1 算术平均值滤波 2 中值滤波 3 加权平均滤波 4 程序判断滤波 5 惯性滤波 6 滑动平均值滤波 7 复合滤波 8 小结
09:38
2章28-6
电气工程与自动化系----LgcAche
计算机控制技术
2.4.1 算术平均值滤波
前提：只能以某种实验方法得到非线性规律的变化曲线。
原理
将该曲线按一定要求分成若干段，然后把相邻分段点用 折线连接起来 ，用此折线拟合该段的曲线，即用多段折线代 替曲线。
09:38
2章28-21
电气工程与自动化系----LgcAche
二、折线法
方法
计算机控制技术
某段折线的关系用直线方程来表示
T
Tx 式中：
计算机控制技术
输入输出通道
即I/O通道，指在计算机和工业对象(过程)之间所 设置的信息传递和转换的连接装置。
I/O通道的分类
➢ 检测通道 ①模拟量输入通道（AI) ②数字量输入通道（DI)
➢ 控制通道 ①模拟量输出通道（AO) ②数字量输出通道（DO)
09:38
2章28-2
电气工程与自动化系----LgcAche
滤波
就是从所要测量的信号中除去干扰信号的过程。
数字滤波
它是利用一定的计算程序减少干扰在有用信号中的比重， 消除随机误差，同时对信号进行必要的平滑处理，以保证系 统的正常运行，所以是一种 程序滤波或软件滤波 。
09:38
2章28-4
电气工程与自动化系----LgcAche
计算机控制技术
§ 2.4 数字滤波
电气工程与自动化系----LgcAche
计算机控制技术
2.4.4 程序判断滤波
基本思路
根据现场经验或生产工艺机理的分析确定出 两次采样输入信号之间可能出现的最大偏差ΔX， 若超过ΔX，则表明该次输入信号受到严重干扰， 应该去掉；反之，该次采样信号有效。
09:38
2章28-10
电气工程与自动化系----LgcAche
种类
根据处理方法不同，可分为两种
1、滑动算术平均值滤波
2、滑动加权平均值滤波
09:38
2章28-15
电气工程与自动化系----LgcAche
计算机控制技术
2.4.7 复合滤波
基本思路
把两种以上的滤波方法结合起来，构成复合滤波。
防脉冲干扰的算术平均滤波:(算术平均滤波+中值 滤波)
对连续采集的多个采样值按大小顺序排序，然后去掉最
x(k) x(k) x(k 1) ，是指本次采样值与上次采样值间的增量；
x(k 1) x(k 1) x(k) , 重新采样后的采样值与本次采样值间的增量
含义
若 x(k) X，则认为本次采样有效，取本次采样值x(k)作
为滤波器输出，否则再重新采样一次，得到新的采样值x(k+1)，
若 x(k 1) X ，则表明x(k+1)值接近x(k)，则用x(k+1)作为滤波器
由该线段两端的T、E值及Ex值用上式算出相应的温度。
09:38
2章28-22
电气工程与自动化系----LgcAche
计算机控制技术
三、查表法
原理
将事先计算好的数据按一定顺序编制成表格存入计算机，
查表程序的任务就是根据被测参数的值（或中间计算结果），
查出最后所需结果。
实现步骤
假设参数E和T存在非线性关系，现根据参数E取T的值
计算机控制技术
第2章 输入输出通道及接口技术
§ 2.1 模拟量输入通道(AI) § 2.2 模拟量输出通道(AO) § 2.3 数字量输入输出通道(DI、DO) § 2.4 数字滤波技术 § 2.5 数据处理
09:38
2章28-3
电气工程与自动化系----LgcAche
计算机控制技术
§ 2.4 数字滤波
09:38
2章28-19
电气工程与自动化系----LgcAche
计算机控制技术
一、数学方程式法（计算法）
前提
参数间的非线性关系可以用数学方程式来表示
例如在一般情况下，常见的温度与热电偶电势的关系
（T—E关系）可用下式表示：
T a0 a1E a2E 2 an E n
式中:T——被测温度； E——热电偶的测量热电势； a0 、a1 …an—热电偶材料系数(不同的热电偶，ai不同)
实际应用中，方程所取项数n≤4，即
T a0 a1E a2 E 2 a3 E 3 a4 E 4 将上式修改可得如下形式：
T a0 (a1 (a2 (a3 a4E)E)E)E
根据上式可以方便地用程序实现。
09:38
2章28-20
电气工程与自动化系----LgcAche
二、折线法
计算机控制技术
X(s) C Y(s) RC滤波器
对应的微分方程为:
Tf
dy(t) dt
y(t)
x(t)
离散化后，得到其差分方程为:
y(k) y(k 1)
Tf
T
y(k) x(k)
整理得一阶惯性滤波的算式： y(k) y(k 1) (1)x(k)
其中:
T Tf T
称为滤波系数，0<α<1； T为采样周期；
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计算机控制技术
第2章 输入输出通道及接口技术
原因
反映现场工况的信号类型 1.模拟量：连续变化的物理量 2.数字量 ①以二进制或ASCII码形式 ②两个状态的量，通常可用一位二进制数表示 ③脉冲量
计算机能够接受的信号类型 数字量
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2章28-1
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➢ 一般来说，对于变化缓慢的参数，可选用程序判断滤波 及惯性滤波；而对于变化较快的信号，则可选用算术平均滤 波和加权平均滤波；对要求较高的系统可选用复合滤波。在 滤波效果相同的情况下，应选用执行时间短的程序。
➢ 不适当地应用数字滤波（例如把真实的参数波动也滤掉 了）反而会降低控制效果，以至适得其反，造成控制系统不 稳定，因此必须加以注意。
x(k)为本次 采样输入； y(k)、y(k-1)为本次和上次滤波输出。
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2章28-14
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计算机控制技术
2.4.6 滑动平均值滤波
基本思路
先在RAM中建立一个数据缓冲区，依顺序存放N个采
样数据，每采进一个新数据，就将最早采集的那个数据丢 掉，而后求包括新数据在内的N个数据的算术平均值或加 权平均值。
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2章28-17
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计算机控制技术
§ 2.5 数据处理
2.5.1 线性化处理及非线性补偿 2.5.2 工程量线性转换 2.5.3 越限报警处理 2.5.4 字长的选择
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2章28-18
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计算机控制技术
2.5.1 线性化处理及非线性补偿
2.4.5 惯性滤波（一阶滞后滤波）
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2章28-13
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计算机控制技术
基本思路：动态滤波方法，如一阶惯性方法，该方法是根据
硬件RC低通滤波的特性而确定的一种数字滤波算法。
推导过程
R
硬件RC滤波器的传递函数为
Y (s) 1 X (s) 1 Tf s
其中 Tf = RC，为滤波器的滤波时间常数。
1.建表
将E0~En划分为n个区域，且Ei= E0 + i*N , i=0,1,2,……n 确定连续内存区S0~Sn 用来存放与E0~En对应的T0~Tn，且
Si= S0 + i*M, i=0,1,2,……n M—每个内存区所占字节数。
2.查表
设有待查参数Em，由i = (Em- E0)/N 可知： Si= S0 + i*M 即从内存Si处连