单片机中定时/计数器在消除瞬时干扰中的应用

　　软件具体编制方法如下：把定时/计数器选作定时器用，设置好工作方式，在程序运行过程中不产生中段请求信号，选择内存中的某一单元（例如R0），在其中设一初始值（如果初始值大于255，则需要两个内存单元），使得此初始值对应的机器周期的时间比干扰信号的作用时间长，而比实际所需采样信号的作用时间短（由于干扰信号与实际所需信号作用时间存在很大的差异，做到这一点并不困难）。由CPU对A/D输入信号进行处理，当检测到被采样信号有上升趋势时启动定时器，并将定时器的初值设为0，在被采样信号到达最大值时，读回定时器中十六位计数器的值，以之与R0初始值比较。若比初始值小，说明采集到的是干扰信号的幅值，应该舍去，并给计数器清零，重新返回采样;若比初始值大，则可确定此时采集到的为所需的测量值，可以存储起来或者通过显示、打印输出。

　　由于十六位计数器最多只能计时216个机器周期，如果系统晶振为12MHz，则其最长计时时间为66.5毫秒，对于作用时间比较长的采样系统就显得不够。由于实际信号作用时间长，当采样到最大值时加法计数器可能早已溢出，此时我们就不能确定计数器里的值与R0中所设初始值的大小了。为了解决这个问题，可对上述程序做些修改，具体如下：将定时器设为中断工作方式，定时初值为0，R0中设初始值A，在检测干扰信号时，由于干扰信号作用时间短，检测到干扰信号幅值时计数器中的值小于R0中的初始值A;而在检测实际作用信号时，定时器会产生溢出。定时器溢出时向CPU发出中断请求。在中断程序中给定时器设立另一初值B，使B>A,中断返回后计数器从B开始计数,当测试到被测信号的最大值时,加法计数器中的值一定比初始值A大。因此我们就可以通过比较加法计数器中的值和R0中的初始值A来区分干扰信号和实际测量信号。

三、应用实例

　　下面介绍这种设计思想在生铁团矿压力实验仪中的应用。

　　在高炉炼铁中,铁矿粉不能直接加入炉内冶炼,而应先制成球团,称为生铁团矿。为了保证生铁团矿在运输和装炉过程中不至碎裂，必须测出其抗压强度。团矿压力实验仪要求能准确地测出生铁团矿的破碎压力值，并显示和打印出来。笔者设计的生铁团矿压力实验仪中单片机采样和控制系统框图如图3所示，该实验仪的工作过程如下：团矿放置在生铁团矿压力实验仪的托盘上，电机正转，托盘上升，球团矿与传感器接触并受压，传感器压力信号通过A/D转换后输入单片机，由单片机通过计算求出最大值。得到最大值后立即停止电机运转，显示、打印破碎压力值。然后电机反转，托盘下降，进行下一次实验。

图3 压力实验仪单片机系统框图

　　在球团矿压力实验仪中，存在着电机频繁地启动与停止，在电机启动与停止的瞬时，由于电路中存在能量的突变，产生了严重的电磁干扰，给采样信号造成很大的影响，从而引起电机的误动作。但干扰作用时间很短，一般为十几微秒到几十微秒，而球团矿从受压到破碎这一过程一般在10～50ms。此干扰不易为一般的RC滤波器所滤除。笔者使用上述软件方法，基本上使此干扰得到控制。软件的程序流程图如图4。

图4 生铁团矿压力实验仪单片机控制程序流程图