测量仪表的非线性处理技术 |
国电热工研究院 王有一
摘 要：介绍在汇编语言中进行非线性处理的编程技术。
关键词：非线性处理；结构化程序设计；单片机
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单片机结构的测量仪表，经常需要对测量变量进行非线性处理。比如，工业测量中经常使用的热电阻感温元件的电阻（电压）与温度的关系就是非线性的。计算机对这类测量变量进行工程值转换时，通常是将它们的电压／电流信号值及对应工程值的非线性列表（表1）存入计算机中，然后，当检测该变量时，通过查表比较，换算出对应的工程值。当然，查表换算所需的分段转换斜率也应存入计算机。 <DIV></DIV>
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<DIV></DIV> 查表法用高级程序语言很容易处理，但在汇编语言中实现却比较困难。我们注意到，MCS－51单片机指令系统虽然没有单独的比较指令，但设计了多条比较转移指令，它们既有比较功能，又能根据比较结果控制程序转移。特别是CJNEA，direct，rel指令，具有A和direct两个可变参数的单元，可以说是这类指令中功能最强的指令。将测量信号的A／D转换值放入直接地址单元direct，累加器A用来依次取查表值，就可以很方便地实现查表比较，我们设计查表循环结构就以该指令为核心来实现。
对程序的数据结构进行合理设计，也可以大大简化和优化程序。为了便于读取表值，可在程序初始化时，就将Xi表值从外部存储器读入8031片内RAM工作区，并使其地址码与Yi表对应，这样可以共用一个地址指针。如图1所示。Xi／Yi表各包含16个参数，由于查表时读取Xi的操作最频繁，将Xi表调入片内RAM无疑会提高程序的运行效率。
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<DIV></DIV> 为了提高计算精度，我们在外部存储器中除保存转换表外，还存储了Xi＋1－Xi的差值，没有直接使用转换斜率Ki。
在此数据结构的基础上，该程序流程图设计如图2。
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入口：被测信号经数字滤波后的计数值→RAM6AH单元
出口：经过非线性转换的工程值→RAM6BH单元该程序清单如下：
可以在仪表面板设置一个“参数设定”键，用于输入和保存转换表的参数。保存参数的外部存储器可以选用6264RAM。目前各种非易失存储器芯片已获得广泛应用，其中DS1225芯片与6264完全兼容，它自带锂电池，保存数据的有效期为10年。将转换表存储在该芯片中就更加方便实用，同时DSl225还可用于保存历史数据。
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