雙軸加速度傳感器在車(chē)載電子羅盤(pán)應用中的抗干擾設計

3 軟件濾波算法的實(shí)現

3.1 軟件濾波分析

根據軟件濾波設計思想，濾波子程序由主程序在信號狀態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)入中斷時(shí)調用，圖2給出了濾波程序流程。對照圖1中4種Section來(lái)分析流程圖。當有邊沿或干擾信號(信號周期大于計數時(shí)鐘周期)到來(lái)時(shí)，VRS51L3074單片機的PWC計數停止條件滿(mǎn)足，系統進(jìn)入中斷服務(wù)子程序。在中斷子程序中，首先重置脈寬計數條件，然后對當前狀態(tài)進(jìn)行采樣，采樣1次，狀態(tài)寄存器左移1位，采樣到高電平記為“1”，采樣到低電平記為“O”。如正常下降沿 Section B，前面處于高電平段，初始狀態(tài)變量Flag全為1，當出現低電平，控制器進(jìn)入中斷，緊接著(zhù)進(jìn)行16次采樣。前已提及系統處理的尖峰干擾約1～2 ms，每個(gè)采樣周期約為O.4 ms，其尖峰干擾脈寬達不到8個(gè)采樣周期。系統設計時(shí)采樣16次，只取最后8次的存儲狀態(tài)與原狀態(tài)進(jìn)行比較，如果最后采樣的狀態(tài)全為“O”則與原狀態(tài)相反，就可判斷出這是1個(gè)正常下降沿。如果是干擾信號引起計數中斷，前面8個(gè)采樣狀態(tài)不全為“1”，后面8個(gè)狀態(tài)全為“1”，最后采樣的狀態(tài)與原狀態(tài)相同，就可判斷出這是1個(gè)干擾信號，如Section A。在信號狀態(tài)采樣期間，計數條件滿(mǎn)足PWC繼續計數，直到真正的下降沿到來(lái)，計數停止并保存，計數寄存器還原為初始值，這樣干擾信號即被濾除。類(lèi)似地，正常上升沿Section D，存儲器原狀態(tài)為“O”，上升沿來(lái)臨后存儲器狀態(tài)為“1”，與原狀態(tài)相反，PWC計數停止并保存，計數寄存器還原為初始值，退出中斷子程序。有干擾信號出現后采樣狀態(tài)與原狀態(tài)相同，干擾尖峰脈沖可被濾除。如果要使脈寬計數更精確，可判斷前8個(gè)采樣周期中系統不正常計數的周期，然后與最終計數周期相加即可。此時(shí)，程序流程體現出軟件濾波功能。

3.2 源程序代碼分析

對應程序流程圖，給出了單片機通過(guò)P4.2口對ADXL202某一輸出通道采樣濾波并完成脈寬計數的源程序。源程序如下：

源程序中定義了3個(gè)變量，其中變量Flag存儲原狀態(tài)值;FlagReg存儲當前采樣值;變量i記錄采樣次數;改變i的值可控制濾除尖峰脈沖的等待時(shí)間。程序通過(guò)對原狀態(tài)與當前采樣狀態(tài)異或之后的值來(lái)判斷當前信號是有效信號還是干擾信號，從而對上升沿、下降沿的中間過(guò)度或尖峰脈沖干擾進(jìn)行相應處理，退出中斷子程序。實(shí)現了對正常信號計數、濾掉尖峰脈沖干擾的目的。