2002年2月第32卷第1期山东工业大学学报JOURNALOFSHANTJONGUNIVERSITYOFTECHNOLoGVVol3:NO1F乩2002多路高速开关信号采集中的一种软件消抖算法郑来波(250061山东省济南市山东大学信息科学与工程学院李泰强(250011山东省济-壶市济南市公路管理局摘要总结了在测控系统中进行开关信号采集时常用的消抖方法,指出了它们用于多路高速开关信号采集时的不足之处井提出了一种基于概率统计方法的软件消抖算法.该算法具有很高的动作顺序分辨率和抗干扰能力,且不需要额外的硬件电路的支持,可广泛用于各种开关信号采集电路中关键词测量系统;控制系统;抖动(数据待输;算法/开关信号中图分类号TM93.114文献标识码:A文章编号:looO一5323(2002ol一0048—04SOFlWAREARITHMEllICFORJITTERELIMINATl0NONMULTIPLEXHIGH-SPEEDSWITCHSIGNALACQUISITIONzHENG乙i—k(Schcdoffnform.Sci.&Eng,ShandongUniv,JinanCity,ShandongProvince250061,ChinaL,Tai—qiang(JinanHighwayManagementBureau,JinanCity,ShandongProvince250011,chinaABS'II/ACTJittereliminationmethodsincofnⅥ的nUSeODswitchsigna】acquisitioninohservatkmandCO/1trolsystemaresummarized.Theirshortcomingsusedinmultiplexhigh—speedswitchsignalacquisition;llCpro—posed,andakindofso[twarearithmeticforjitterseliminationbased00probabilitystatistic‘=is叫lforwardThisarithmetic,whichhasvery11jghactionsecluenceresolutionandgo。danti—jammingperformance,¨|:edn’thardwaresupport.cadbeusedonvariedswilchsignalacquisitioncircuits.KEYWORDSMeasuringsystem.‘;Controlsystems;Jitter(datatransmission;Algorithms/Switchsignal0前言在工业测控系统中,需要对现场的各种信号进行采集和处理这些信号可以分为模拟信号、数字信号和开关信号三类,各需要不同的采集方法开关信号即只有两个状态的信号开关信号中有许多是由机械触点产生的,如电磁继电器、辅助开关等对这类开关信号进行采集时,为了保证系统对触点的~次动作只采集一次,必须要消除触点抖动的影响,消抖的方法有硬件和软件两类,但将现有的消抖方法收稿日期:200l一07一13用于多路高速开关信号采集电路中时,或rM3复杂,或对触点动作肪序的分辨率低,不能满足系统要求为解决此问题,≈本文提出一种基于概率统计方、的软件消抖算法.1常用消抖方法1.1双稳态消抖双稳态消抖电路的原理如图1昕示o1罔中用两个与非门构成一个RS触发器.当K与^点接山东工业大学学报电平的状态变化(如同3,且在时间t,时首先采集到低电平,则记录时间t,,并继续对状态进行采集,直到t。(n=T/r,其中丁是本算法要求的为消除抖动而对输人状态采集的时间长度,T>T’,设采集序列为L,一L。在抖动期,由于抖动脉冲的随机性,采到高电平和低电平是等概率的,即L,一L,中1和0各占5096.抖动期过后,输入状态稳定在低电平上,因此L,+l—L。全部为0.假设LI—L。中0的个数为"l,且r/=lYl/n*100%,则:.当目>50%时,输人状态发生了由高电平到低电平的变化;当∞≤50时,出现了干扰信号.如果输入发生了由低电平到高电平的变化,处理过程与上类似,只不过是计算所有采集值中1所占的百分比.为了使系统运行可靠,实际编制算法程序时,往往不是以50%作为作为分界点来区分干扰和状态的变化,而是采用更高的百分比,如70%,这与采集时间T及测控系统中触点的抖动时间有关.实际应用发现,当T取12Ins,以70%作为分界点时,系统均可正常工作下面给出当系统有P路开关信号输入时,软件防抖的算法.系统每隔时间r采集一次P路开关信号的状态,并记录采集时问开辟一个状态采集缓冲区(组织成循环队列的形式,记录在时间段丁内采集的”次状态值及其发生时间(如图4当缓冲区满时,比较第一个采集到的状态值(队头,即L。..,L2.卜_..L¨与系统存储的当前状态值是否一致.若一致,输入状态无变化,删除队头;若不一致,则输入状态有可能发生变化,进行如下的处理(以∈作为区分干扰与状态变化的临界点:队头第1路输入:￡1,L,第2路输入:f2,上27第3路输入:L。、厶,队尾￡1.1￡,￡1。(1￡2.1L,.L2州…一￡,。LjL3.￡3"…~￡3.第J路输入:L,.L.,L….∥￡。,￡.￡一……￡。。第p路输^:L。,L。2厶...