车载电子罗盘中的一种新型抗干扰设计
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ADXL202E输出的信号占空比调节(DCM)周期由外接电阻决定，一般低于1 kHz，因此计数输入端高低电平持续时间长达几ms甚至几十ms，可见传感器输出的正常计数信号高、低电平变化较慢；而控制器脉宽计数时间小于1μs，干扰尖峰脉冲是突变的，所以能把干扰从正常计数中辨别出来。因此，使用软件滤波来消除尖峰脉冲干扰是可行的。
VRS51L3074单片机是由美国Ramtron(瑞创)公司推出的8位单片机家族VRS51L3xxx系列的成员。VRS51L3074提供了2个与定时器O和1关连的独立的脉宽计数器(PWC)模块，用户可通过对PWC模块和定时器的配置，灵活地控制定时器启动或停止计数，从而方便地实现对ADXL202E输出的脉宽和周期的计数。
从单片机计数输入端，观察信号波形。为便于分析，在高、低电平段设置了几个干扰尖峰脉冲，分别标示为Section A和Section C，占空比信号下降沿、上升沿分别标示为Section B和Section D。单片机按计数时钟周期性采样，采样值中“1”表示采到的是高电平，“O”表示低电平。I／O口采样占空比信号输出端口中状态，利用1个字节型变量R来动态存储采样值。控制器每采样1次，变量R中数据向左移1个二进制位，R原最高位电平状态被移除，而当前时刻新的采样状态保存到R的最低位，变量R被更新了，状态存储器R中保存着最近8个采样周期的采样值。本文引用地址：//www.cghlg.com/article/163019.htm
在图1中，从正常下降沿过程(Section B)，可以看到变量R中的数据经历了从各位全为1，到1、O共存，再变化到全为O的过程；然而，在高电平段的干扰部分(Section A)，变量R经历了从全为1，到1、0混合，再回到全为l的过程。类似地，正常上升沿(Section D)变量R经历了各位全为0，到O、1共存，再变化到全为1的状态变化过程；在低电平段的干扰部分(Section C)，变量R经历了采样状态从全为O，到O、1混合，再回到全为O的过程。通过判断此4种情况下变量R中数据的不同变化过程，可以达到从正常变化中辨别出干扰的目的。这就是本设计所采用的软件滤波抗干扰方法的基本思想。
3 软件滤波算法的实现
3．1 软件滤波分析
根据软件滤波设计思想，滤波子程序由主程序在信号状态发生变化，进入中断时调用，图2给出了滤波程序流程。对照图1中4种Section来分析流程图。当有边沿或干扰信号(信号周期大于计数时钟周期)到来时，VRS51L3074单片机的PWC计数停止条件满足，系统进入中断服务子程序。在中断子程序中，首先重置脉宽计数条件，然后对当前状态进行采样，采样1次，状态寄存器左移1位，采样到高电平记为“1”，采样到低电平记为“O”。如正常下降沿Section B，前面处于高电平段，初始状态变量Flag全为1，当出现低电平，控制器进入中断，紧接着进行16次采样。前已提及系统处理的尖峰干扰约1～2 ms，每个采样周期约为O．4 ms，其尖峰干扰脉宽达不到8个采样周期。系统设计时采样16次，只取最后8次的存储状态与原状态进行比较，如果最后采样的状态全为“O”则与原状态相反，就可判断出这是1个正常下降沿。如果是干扰信号引起计数中断，前面8个采样状态不全为“1”，后面8个状态全为“1”，最后采样的状态与原状态相同，就可判断出这是1个干扰信号，如Section A。在信号状态采样期间，计数条件满足PWC继续计数，直到真正的下降沿到来，计数停止并保存，计数寄存器还原为初始值，这样干扰信号即被滤除。类似地，正常上升沿Section D，存储器原状态为“O”，上升沿来临后存储器状态为“1”，与原状态相反，PWC计数停止并保存，计数寄存器还原为初始值，退出中断子程序。有干扰信号出现后采样状态与原状态相同，干扰尖峰脉冲可被滤除。如果要使脉宽计数更精确，可判断前8个采样周期中系统不正常计数的周期，然后与最终计数周期相加即可。此时，程序流程体现出软件滤波功能。
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