分段线性插值法与模拟量检测技术

"匠人手记 122" 这篇《匠人手记》主要介绍了两种在C语言环境下进行单片机开发的技术，一是分段线性插值法，二是用普通IO口检测AD值的方法，即采集温度。 **分段线性插值法** 这是一种处理曲线数据的算法，适用于没有现成曲线拟合函数的情况。其核心思想是将复杂的曲线近似为一系列直线段，每个直线段的两端点称为标定点。通过计算相邻标定点之间的斜率，可以求得在每个线段内任意点的数据值。具体公式如下： 1. 斜率计算：\( k = \frac{Y_n - Y_1}{X_n - X_1} = \frac{Y_2 - Y_1}{X_2 - X_1} \) 2. 数据值计算： - 当 \( X_1 < X_n < X_2 \) 时，\( Y_n = \frac{(X_n - X_1) \times (Y_2 - Y_1)}{(X_2 - X_1)} + Y_1 \) - 当 \( X_1 > X_n > X_2 \) 时，\( Y_n = \frac{(X_1 - X_n) \times (Y_2 - Y_1)}{(X_1 - X_2)} + Y_1 \) 这个方法的优势在于，如果标定点选择得当，计算结果能很好地逼近实际曲线。 **用普通IO口检测AD值的方法（采集温度）** 在没有内置ADC（模数转换器）的芯片上，可以通过模拟电路和软件算法来检测模拟信号，例如温度。以下是检测步骤： 1. **放电**：使P85和P86为高阻态，P87输出高电平，使电容放电。 2. **测标准电阻**：P85和P87设为高阻态，P86输出低电平，电容充电并启动计时器，计时器基于30US的最小时基工作，每30US中断计时器加1，最长计时长度为12位。 3. **再次放电**：重复放电过程。 4. **测温度电阻**：P86和P87为高阻态，P85输出低电平，电容充电，同时计时。 5. **计算电阻比率**：通过比较标准电阻和温度电阻的充电时间，计算电阻比率。 6. **查表求温度**：利用电阻比率和预先准备好的电阻-温度对应表格，找出对应的温度值。 这种方法的关键在于精确计时和合理的电阻比率计算，以确保温度测量的准确性。 通过以上两种技术，开发者可以在单片机开发中解决曲线拟合和模拟信号采集的问题，为嵌入式系统的应用提供了实用的解决方案。