2.3 显示电路
装置的显示采用MAX7219驱动LED显示器。它与微处理器的连接简单,可以与微处理器任意三个端口连接。如图4所示为微处理器与MAX7219的一种连接方式。
MAX7219是一种高集成化的串行输入/输出的共阴极LED显示驱动器。每片可驱动8位7段加小数点的共阴极数码管,可以多片级联,只需将上一片的DOUT连接下一片的DIN即可,CLK和LOAD线全部公用,连在一起。在多片级联时,对MAX7219的操作指令要注意LOAD信号的起止点,操作开始时,LOAD下降为低电平,按照每片MAX7219两个字节,如果有N片,则发送2N个字节后,LOAD上升为高电平。还需注意的是,先发送的指令将到达级联的最后一片。MAX7219内部设有扫描电路,除了更新显示数据时从单片机接收数据外,平时独立工作,极大地节省了MCU有限的运行时间和程序资源。
3 折关检测算法研究
3.1 数据分析及选择
列车折关故障检测系统由于是一个存在各种非理想因素的复杂系统,检测所测得的信号带有很大的随机性,其特征往往只能从统计意义上予以描述。在这里,传统的滤波方法不可能将无用信号从测量数据中分离出来,为了获取可信度较高的有用数字信息,采用从数据系列中提取逼近真值数据的软件算法,由于这种软件滤波具有较强的自适应性,其效果往往是硬件滤波电路所达不到的。
对于n次等精度数据采集,存在着系统误差、随机误差和因突发干扰引起的疏失误差,这都将使采集的数据偏离真值。此时,可用剔除m个误差数据后的n—m个测量数据的算术平均值y作为测量结果的真值。
式中yi为第i次的系统参数测量值。
这种用有限次测量序列的算术平均值来代替真值y的做法,应用了算术平均值原理。N的取值由系统特性决定并遵从贝赛尔均方根误差公式:
此式不但说明了用算术平均值代替真值其残余误差的平方和ε为最小,而且也说明了采样次数n增加λ值降低。但由于的规律减少,故λ的降低速率比n—m要慢得多,当n—m>10后,λ降低的效果很不明显。另外,考虑到当n过大时,等精度测量的条件已不存在。所以,n—m=4~10较为合适,该检测装置根据测量精度要求及运算速度等因素考虑取值为8,该软件滤波方法对提高检测装置的测量准确度十分有效。