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单片机中定时/计数器在消除瞬时干扰中的应用 黄运生 段凯 陈学 （中南大学信息科学与工程学院 湖南长沙 410083 ） 摘要：介绍了单片机采样控制系统中一种消除瞬时干扰的方法。该方法利用干扰信 号作用时间比实际所需采样信号的作用时间相差特别大的特点，通过对单片机内的 定时 / 计数器进行编程来消除瞬时干扰。这种方法原理简单，经济实用，既避免了 复杂的硬件电路设计，又使单片机本身的资源得到了充分利用。 关键词：单片机 定时 / 计数器 瞬时干扰 Abstract: A method of eliminating instantaneous disturbance in sampling control system of microprocessor is introduced in this paper. In the light of the character that the actuating signal actions much longer than the disturbing signal, instantaneous disturbance can be eliminated by the programming to the timer/counter in this method, which is characteristic of simpleness, economy and practicality. The study makes full use of the resource of the microprocessor and avoids the design of complicated hardware circuit. Key words:microproccessor; timer/counter; instantaneous disturbance 一、引言 近一、二十年来，单片机以其体积小、价格低、功能强的优点而广泛应用于各 种测控系统中。但是单片机系统的输入信号总是存在着不同形式和程度的噪声和干 扰，这给准确测控带来了一定的难度。采用滤波电路是削弱和消除这些干扰信号的 方法之一。对于大多数高频干扰信号，硬件滤波的方法能起到很好的作用。但对于 一些特殊的干扰信号，采用硬件电路滤波则效果不大。其中有一类干扰具有以下形 式：干扰的幅值与实际采样信号的幅值相差不大，甚至大于采样信号的幅值；干扰 只出现在实际信号工作之前或之后，在系统真正工作时并不与采样信号产生叠加； 干扰的作用时间比系统实际所需信号的作用时间小得多（至少相差一个数量级）。 此类干扰不同于一般的高频干扰，利用硬件方法难以消除。针对这种干扰，我们在 设计生铁团矿压力实验仪中采用了一种软件方法，来消除它的影响。这种方法借助 单片机中的定时 / 计数器，对采集到信号的作用时间进行计量、比较，利用干扰信 号和实际信号作用时间相差特别大的特征，来区分干扰信号和实际信号。下面是这 种方法的原理和程序编制及其在智能压力实验仪上的实际应用。 二、原理 在金属抗拉、抗压强度和生铁团矿破碎压力测量等实验中，要求实验仪器能准 确测量出被采样信号的最大值。由于单片机价格低廉，动作可靠，因此这些实验仪 器常选用单片机进行控制。在理想无干扰的状态下，实验过程中这些被采样信号的 时域曲线有一个共同的特点：在到达最大值之前，曲线呈单调递增趋势，而在最大 值之后，信号呈现单调递减趋势，且递减速率比上升速率大得多。例如，在理想状 态下45 钢抗拉强度实验中，试棒所受拉力的时域曲线如图 1 所示。但是，在这些实 验中，不可避免地会存在各种形式的干扰。 45# 钢在有瞬时干扰情况下拉力时域曲 线如图2 所示。干扰的存在给这些实验仪器的研制带来了很大的技术困难。 根据金属抗拉、抗压强度和生铁团矿破碎压力在测试过程中时域曲线变化特 征，利用 89C51 单片机中的定时 / 计数器，结合相应的的软件处理，可消除采样过 程中的瞬时干扰，准确测量出金属的抗拉、抗压强度和生铁团矿破碎时的压力最大 值。 tp: 采 样 信 号 达 到 幅 值 所 需 时 间 tp 同 图 1 ， tr: 干 扰 信 号 达 到 幅 值 所 需 时