單片機(jī)中定時(shí)/計(jì)數(shù)器在消除瞬時(shí)干擾中的應(yīng)用

　　軟件具體編制方法如下：把定時(shí)/計(jì)數(shù)器選作定時(shí)器用，設(shè)置好工作方式，在程序運(yùn)行過程中不產(chǎn)生中段請(qǐng)求信號(hào)，選擇內(nèi)存中的某一單元（例如R0），在其中設(shè)一初始值（如果初始值大于255，則需要兩個(gè)內(nèi)存單元），使得此初始值對(duì)應(yīng)的機(jī)器周期的時(shí)間比干擾信號(hào)的作用時(shí)間長(zhǎng)，而比實(shí)際所需采樣信號(hào)的作用時(shí)間短（由于干擾信號(hào)與實(shí)際所需信號(hào)作用時(shí)間存在很大的差異，做到這一點(diǎn)并不困難）。由CPU對(duì)A/D輸入信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)檢測(cè)到被采樣信號(hào)有上升趨勢(shì)時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，并將定時(shí)器的初值設(shè)為0，在被采樣信號(hào)到達(dá)最大值時(shí)，讀回定時(shí)器中十六位計(jì)數(shù)器的值，以之與R0初始值比較。若比初始值小，說明采集到的是干擾信號(hào)的幅值，應(yīng)該舍去，并給計(jì)數(shù)器清零，重新返回采樣;若比初始值大，則可確定此時(shí)采集到的為所需的測(cè)量值，可以存儲(chǔ)起來或者通過顯示、打印輸出。

　　由于十六位計(jì)數(shù)器最多只能計(jì)時(shí)216個(gè)機(jī)器周期，如果系統(tǒng)晶振為12MHz，則其最長(zhǎng)計(jì)時(shí)時(shí)間為66.5毫秒，對(duì)于作用時(shí)間比較長(zhǎng)的采樣系統(tǒng)就顯得不夠。由于實(shí)際信號(hào)作用時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)采樣到最大值時(shí)加法計(jì)數(shù)器可能早已溢出，此時(shí)我們就不能確定計(jì)數(shù)器里的值與R0中所設(shè)初始值的大小了。為了解決這個(gè)問題，可對(duì)上述程序做些修改，具體如下：將定時(shí)器設(shè)為中斷工作方式，定時(shí)初值為0，R0中設(shè)初始值A(chǔ)，在檢測(cè)干擾信號(hào)時(shí)，由于干擾信號(hào)作用時(shí)間短，檢測(cè)到干擾信號(hào)幅值時(shí)計(jì)數(shù)器中的值小于R0中的初始值A(chǔ);而在檢測(cè)實(shí)際作用信號(hào)時(shí)，定時(shí)器會(huì)產(chǎn)生溢出。定時(shí)器溢出時(shí)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。在中斷程序中給定時(shí)器設(shè)立另一初值B，使B>A,中斷返回后計(jì)數(shù)器從B開始計(jì)數(shù),當(dāng)測(cè)試到被測(cè)信號(hào)的最大值時(shí),加法計(jì)數(shù)器中的值一定比初始值A(chǔ)大。因此我們就可以通過比較加法計(jì)數(shù)器中的值和R0中的初始值A(chǔ)來區(qū)分干擾信號(hào)和實(shí)際測(cè)量信號(hào)。

三、應(yīng)用實(shí)例

　　下面介紹這種設(shè)計(jì)思想在生鐵團(tuán)礦壓力實(shí)驗(yàn)儀中的應(yīng)用。

　　在高爐煉鐵中,鐵礦粉不能直接加入爐內(nèi)冶煉,而應(yīng)先制成球團(tuán),稱為生鐵團(tuán)礦。為了保證生鐵團(tuán)礦在運(yùn)輸和裝爐過程中不至碎裂，必須測(cè)出其抗壓強(qiáng)度。團(tuán)礦壓力實(shí)驗(yàn)儀要求能準(zhǔn)確地測(cè)出生鐵團(tuán)礦的破碎壓力值，并顯示和打印出來。筆者設(shè)計(jì)的生鐵團(tuán)礦壓力實(shí)驗(yàn)儀中單片機(jī)采樣和控制系統(tǒng)框圖如圖3所示，該實(shí)驗(yàn)儀的工作過程如下：團(tuán)礦放置在生鐵團(tuán)礦壓力實(shí)驗(yàn)儀的托盤上，電機(jī)正轉(zhuǎn)，托盤上升，球團(tuán)礦與傳感器接觸并受壓，傳感器壓力信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換后輸入單片機(jī)，由單片機(jī)通過計(jì)算求出最大值。得到最大值后立即停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，顯示、打印破碎壓力值。然后電機(jī)反轉(zhuǎn)，托盤下降，進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)。

圖3 壓力實(shí)驗(yàn)儀單片機(jī)系統(tǒng)框圖

　　在球團(tuán)礦壓力實(shí)驗(yàn)儀中，存在著電機(jī)頻繁地啟動(dòng)與停止，在電機(jī)啟動(dòng)與停止的瞬時(shí)，由于電路中存在能量的突變，產(chǎn)生了嚴(yán)重的電磁干擾，給采樣信號(hào)造成很大的影響，從而引起電機(jī)的誤動(dòng)作。但干擾作用時(shí)間很短，一般為十幾微秒到幾十微秒，而球團(tuán)礦從受壓到破碎這一過程一般在10～50ms。此干擾不易為一般的RC濾波器所濾除。筆者使用上述軟件方法，基本上使此干擾得到控制。軟件的程序流程圖如圖4。

圖4 生鐵團(tuán)礦壓力實(shí)驗(yàn)儀單片機(jī)控制程序流程圖