08第三章 常用应用程序设计
常见的程序设计方法
常见的程序设计方法在计算机程序设计中，常见的程序设计方法有许多种。
程序设计是将问题转化为计算机可以理解和执行的指令或代码的过程，而不同的问题和需求通常需要使用不同的程序设计方法来解决。
下面将介绍一些常见的程序设计方法。
1. 顺序程序设计顺序程序设计是最基础的程序设计方法之一。
顺序程序设计按照指令的顺序逐步执行，从上到下，从左到右。
开发者需要按照问题的逻辑和需求，将指令按照正确的顺序编写。
这种方法简单明了，适用于一些简单的问题，但对于复杂的问题可能会显得不够灵活。
2. 分支程序设计分支程序设计基于条件语句，根据不同的条件选择不同的执行路径。
常见的条件语句有if语句和switch语句。
开发者可以根据不同的条件，执行不同的代码块，从而实现问题的不同分支。
分支程序设计适用于需要根据条件进行不同操作的问题，可以增加程序的灵活性和适应性。
3. 循环程序设计循环程序设计允许程序根据需要重复执行一段代码块。
循环语句的常见形式有for循环、while循环和do-while循环。
循环程序设计可以逐次迭代一个过程，直到满足退出条件为止。
这种方法适用于需要重复执行相同或类似操作的问题，提高了程序的效率和可重用性。
4. 递归程序设计递归程序设计是指一个函数或过程在执行过程中调用自身的方法。
通过递归，一个复杂的问题可以被拆分为多个相同或类似的子问题，从而简化解决步骤。
递归程序设计适用于问题可以自我分解为更小规模问题的情况，但需要注意递归深度和终止条件以避免无限循环。
5. 面向对象程序设计面向对象程序设计是一种以对象和类为基本单位的程序设计方法。
它将数据和操作这些数据的函数封装成对象，通过对象之间的交互来解决问题。
面向对象程序设计具有抽象、封装、继承和多态等特性，可以更好地模拟和解决现实世界中的问题。
面向对象程序设计适用于复杂的问题，提高了代码的可读性和可维护性。
6. 函数式程序设计函数式程序设计是一种基于数学函数概念的程序设计方法。
程序设计及应用
程序设计及应用引言程序设计是计算机科学中的核心概念之一。
它涉及从问题的分析到解决方案的实施的完整过程。
程序设计不仅包括编写代码，还涵盖了问题定义、算法设计、数据结构选择和软件工程原则的应用。
在本文档中，我们将探讨程序设计的重要性及其在实际应用中的应用。
程序设计的重要性程序设计在现代生活中起着至关重要的作用。
以下是程序设计扮演的一些关键角色：自动化解决方案程序设计可以用来自动化各种任务和过程。
通过编写代码，我们可以创建一系列指令，让计算机按照我们的需要执行特定的操作。
这样可以大大提高工作效率并减少人为错误的发生。
例如，我们可以编写一个计算机程序来处理大量数据，而不需要手工逐个处理。
创新和技术发展程序设计促进了科学和技术的发展。
通过研究和实践程序设计原则，人们能够不断创造新的解决方案和创新的产品。
这些解决方案可以应用于各个行业，包括医疗保健、通信、金融等。
例如，随着人工智能和机器学习的发展，我们能够设计出更智能、更高效的算法来处理复杂的问题。
问题解决的工具程序设计是解决各种问题的重要工具。
通过分析问题并设计相应的算法和数据结构，我们能够开发出高效和可靠的解决方案。
无论是数学问题、科学模拟还是实时系统，程序设计都可以提供有效的解决方案。
教育和学习学习程序设计有助于培养逻辑思维和问题解决能力。
通过编写代码，我们需要思考如何将一个复杂的问题分解为更简单的子问题，并根据需求设计相应的解决方案。
这种思维方式可以应用于任何领域，培养学生的创造性思维和批判性思维。
程序设计的实际应用程序设计在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些例子：软件开发软件开发是程序设计的典型应用之一。
通过程序设计原则和方法，软件开发人员可以将需求转化为实际的软件解决方案。
他们通过设计合适的算法和数据结构来实现所需的功能，并进行测试和调试以确保软件的正确性和稳定性。
数据分析数据分析是另一个重要的应用领域。
通过编写程序，我们可以处理和分析大量的数据，以从中提取有价值的信息。
程序设计知识点
程序设计知识点程序设计是计算机科学中的核心领域之一，涉及到众多的知识点和技能。
本文将介绍一些常见的程序设计知识点，以帮助读者更好地理解和掌握这方面的内容。
1. 变量和数据类型在程序设计中，变量用于存储数据，并且可以根据需要改变其值。
常见的数据类型包括整数、浮点数、字符、字符串和布尔值等。
同时，还有一些其他的数据类型，比如数组、列表、字典和集合，用于存储多个相关数据。
2. 运算符和表达式运算符用于执行各种数学和逻辑操作，常见的有加法、减法、乘法、除法，以及比较、逻辑与或非等。
表达式由变量、常量和运算符组成，用于计算和生成新的值。
3. 条件语句条件语句用于根据条件的真假执行不同的代码块。
最常见的条件语句是 if-else 语句，还有 switch-case 语句用于多个条件的判断。
4. 循环语句循环语句用于多次重复执行某段代码。
其中最常用的是 for 循环和while 循环，以及 do-while 循环。
循环还可以与条件语句结合使用，实现更复杂的逻辑。
5. 函数和模块函数是一段封装了特定功能的代码块，可以通过函数名调用并传入参数。
函数的作用是提高代码的可复用性和模块化程度。
在程序设计中，通过将相关功能的函数组织在一起形成模块，可以更好地管理和组织代码。
6. 异常处理异常处理用于捕捉和处理程序执行过程中发生的错误和异常情况。
通过合理地处理异常，可以使程序在出现错误时能够优雅地恢复或终止执行，提高程序的健壮性。
7. 数据结构和算法程序设计的核心是解决问题和处理数据，因此熟悉常见的数据结构和算法是非常重要的。
数据结构包括数组、链表、树、图等，算法包括排序、查找、递归、动态规划等。
了解不同的数据结构和算法可以帮助程序员更好地解决问题，并优化程序的性能。
8. 文件操作和输入输出程序设计通常需要读取和写入文件，以及与用户进行交互。
学习文件操作和输入输出相关的知识可以使程序能够从外部获取数据，并将处理结果输出到文件或显示给用户。
软件程序设计知识点
软件程序设计知识点软件程序设计是指使用特定的编程语言和工具，根据一定的算法和需求，编写计算机程序的过程。
在软件开发行业中，掌握一些重要的知识点是非常关键的。
本文将针对软件程序设计的知识点进行详细的介绍，并为读者提供必要的背景知识和实例。
以下是一些重要的软件程序设计知识点：1. 编程语言：常见的编程语言包括C++、Java、Python等。
每种编程语言都有其特定的语法和用途。
了解并熟练掌握一种或多种编程语言对于软件程序设计师至关重要。
2. 数据类型：在程序设计中，数据类型用于定义变量和数据对象的性质。
常见的数据类型有整数、浮点数、字符、字符串和布尔类型等。
了解不同数据类型的使用方式和特点，有助于正确地操作数据。
3. 数据结构：数据结构是组织和存储数据的方式。
常见的数据结构包括数组、链表、堆栈、队列和树等。
了解不同的数据结构以及它们的优缺点有助于选择合适的数据结构来解决问题。
4. 程序流程控制：程序流程控制用于控制程序的执行流程。
常见的程序流程控制结构有顺序结构、条件结构和循环结构等。
掌握这些结构并运用得当，能够编写出灵活、高效的程序。
5. 函数和模块化设计：函数是一段代码块，用于完成特定的任务。
模块化设计是将大的程序划分为小的模块，每个模块负责完成一个具体的功能。
函数和模块化设计让程序更易读、易维护和易扩展。
6. 输入和输出：程序需要与用户或其他系统进行交互，输入和输出是实现这种交互的方式。
了解如何从文件读取数据，以及如何将程序的结果输出到文件或屏幕，是软件程序设计的重要知识点。
7. 异常处理：在程序运行过程中可能会出现错误或异常情况。
异常处理机制用于捕获和处理这些异常，防止程序崩溃或产生错误结果。
掌握异常处理技术能提高程序的稳定性和可靠性。
8. 软件开发流程：软件开发通常遵循一定的开发流程，如需求分析、设计、编码、测试和部署等。
了解软件开发的各个阶段和相应的方法，有助于合理安排工作和提高开发效率。
第3章 简单应用程序设计
4. 建立事件过程及程序代码 每个对象都可识别系统设定的事件（如Click, Dblclick, …）并执行相 应的事件过程。在本例中只用到“Calcom-Click( )”事件过程，当用户单击 标题为“Click”的控件时，Calcom（命令键控件名）就会响应Click事件并执 行该事件过程。 建立事件过程有3种方法。例如，单击工程窗口中的“查看代码”，就可 给选定的对象（窗体或控件）建立相应的事件和事件过程。这时也可单击右 边的箭头，从中选择其它对象名，就可给所选对象建立相应的事件过程了。 下面给出“Calcom-Click( )”事件过程的程序代码： Sub calcom_Click( ) datavar = Val(datainput. text) dataoutput.text =Str＄(datavar*10) End Sub
图3.1 Form1窗体
VB程序设计步骤如下： 1.程序结构关系如图3.2所示。
窗体
标签1
标签2
文本框1
文本框2
命令键
图3.2 程序结构图
事件过程
2. 建立象（窗体和控件） 在本例中，需要建立6个对象：1个窗体对象，5个控件对象。 (1) 建立窗体对象 启动VB之后，首先进入VB[设计]窗口，系统自动建立一个标题名为 Forml的窗体，Form1是系统给该窗体指定的默认标题和名称。如不愿使用 窗体的默认标题和名字，可通过设置Caption和“名称”属性来更改。在本 例中仅有一个窗体（其标题为Form1，名称为Form1），因此，用Form做为 该窗体名时，VB自然会知道Form就是Form1的。当有多个窗体时，在调用时 就需要写清楚具体的窗体名，而不可以用From去调用，因为VB不知道Form 具体指的是哪一个窗体。
常见的程序设计方法
常见的程序设计方法程序设计是指将问题拆解为一系列可执行的指令或算法，并将其转化为计算机能够识别和执行的代码。
常见的程序设计方法包括顺序、选择、循环、递归、分治和动态规划等。
1.顺序：顺序是最简单和最常见的程序设计方法。
顺序程序设计是按照定义的顺序依次执行一系列的语句或指令，每个语句按照顺序执行，直到程序结束。
顺序程序设计常用于简单的计算和数据处理任务。
2.选择：选择是根据特定条件选择不同的执行路径。
常见的选择结构有if语句和switch语句。
if语句根据条件的真假执行不同的代码块，而switch语句根据不同的表达式值执行相应的代码块。
选择结构常用于根据用户的输入或条件的满足来决定程序的执行逻辑。
3.循环：循环是根据特定条件重复执行段代码。
常见的循环结构有while循环、do-while循环和for循环。
这些循环结构可根据循环条件的真假来确定循环的执行次数，从而实现重复执行特定操作的功能。
循环结构常用于处理大量数据或重复需要进行的任务。
4.递归：递归是指在函数或算法的实现中，调用自身来解决更小规模的同类问题。
递归算法是将一个复杂问题分解为更简单的子问题，并通过反复调用自身来解决子问题，最终达到解决原问题的目的。
递归常用于解决具有相似结构的问题，如数学问题、图形问题等。
5.分治：分治是指将问题划分成独立的子问题，对每个子问题进行求解，最后将子问题的解合并成原问题的解。
分治算法的核心思想是将复杂问题分解成多个规模较小且结构相同的子问题，并通过递归地解决这些子问题，最终得到整个问题的解。
分治算法常用于解决问题、排序问题等。
6.动态规划：动态规划是一种将问题划分为重叠子问题并缓存子问题解的方法。
与分治算法不同的是，动态规划算法会通过缓存已求解的子问题的解来避免重复计算，从而提高算法的效率。
动态规划常用于解决优化问题，如背包问题、最短路径问题等。
除以上常见的程序设计方法外，还有一些高级的方法如面向对象编程、函数式编程和事件驱动编程等。
常见的程序设计方法
常见的程序设计方法常见的程序设计方法=======================在软件开发过程中，程序设计是一个非常关键的环节。
良好的程序设计方法能够有效地提高程序的质量和可维护性。
下面将介绍一些常见的程序设计方法，帮助开发者在编写代码时更加高效和规范。
1. 模块化设计-模块化设计是将一个大型的程序拆分成若干个独立的模块，每个模块负责完成特定的功能。
通过模块化设计，可以降低程序的复杂度，提高代码的可读性和可维护性。
每个模块应该具有清晰的接口和功能，便于其他模块进行调用和复用。
2. 面向对象设计--面向对象设计是一种抽象和封装的思想，将现实世界中的事物抽象成对象，在程序中进行模拟和处理。
面向对象设计可以提高代码的可维护性和复用性，通过类和对象的组织结构，可以将代码划分成多个独立的模块，便于分工合作和协同开发。
3. 设计模式-设计模式是一种经过验证和实践的程序设计经验，它提供了一套通用的解决方案，用于解决特定的设计问题。
常见的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式等。
采用设计模式可以提高代码的可维护性和扩展性，降低代码的复杂度。
4. 接口设计-接口设计是指定义类或模块提供的公共接口，包括接口的方法、属性和事件等。
好的接口设计可以提高代码的可复用性和灵活性。
接口应该具有清晰的目的和功能，遵循接口隔离原则，确保每个接口的功能单一，便于修改和扩展。
5. 数据结构设计数据结构是程序中用于存储和组织数据的方式。
合理的数据结构设计可以提高代码的效率和性能。
常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列等。
在设计数据结构时，需要考虑数据的访问方式和处理需求，选择合适的数据结构来存储和操作数据。
6. 异常处理-异常处理是指在程序运行过程中，当出现错误或异常情况时，及时地捕获并处理。
良好的异常处理可以提高程序的健壮性和可靠性。
在编写代码时，需要合理地使用异常处理机制，捕获和处理可能出现的异常情况，避免程序崩溃或出现未知错误。
《应用程序设计》课件
网络编程基础
了解网络编程的基本原理和常用协议。学习如何使用套接字进行网络通信。
多线程程序设计
掌握多线程编程的概念和技巧。学习如何处理线程同步和互斥。
调试与错误处理
学习调试技巧和常见错误处理方法。掌握如何定位和修复程序中的bug。
敏捷开发方法
学习敏捷开发的原则和实践。掌握敏捷项目管理和团队协作的技巧。
软件项目管理与进度控制
深入学习软件项目管理的方法和工具。掌握进度控制和风险管理的技巧。
软件安全与保护措施
了解软件安全的风险和威胁。学习常用的安全保护措施和加密算法。
程序的结构与组织
学习如何设计和组织程序的模块和函数。掌握模块化编程的概念和方法。
输入输出流的控制
掌握文件的读写操作和标准输入输出的处理。实现用户友好的交互界面。
控制流程的设计与实现
学习条件语句、循环语句和异常处理。掌握程序的流程控制和错误处理机制。
数据类型与数据结构
了解不同的数据类型和数据结构的特点和应用场景。掌握常见数据结构的操 作和算法。
性能优化与代码优化
了解性能优化的原理和方法。学习如何改进程序的运行效率和资源利用。
软件测试与测试工具使用
学习软件测试的基本概念和技术。掌握常用的测试方法和工具。
版本控制与团队协作
了解版本控制的原理和工具。学习如何与团队成员协作开发和维护项目。
软件开发生命周期
了解软件开发的各个阶段和过程。掌握项目管理和进度控制的方法。
《应用程序设计》PPT课 件
准备进入精彩的应用程序设计世界吧！本课程将介绍编程语言选择与使用、 程序结构与组织、输入输出流的控制等内容，让你轻松掌握应用程序开发的 基础知识。
第三章第二节python语言程序设计教学设计浙教版高中信息技术必修1
（三）学生小组讨论
在学生小组讨论环节，我将组织以下活动：
1.分组讨论：将学生分成若干小组，针对某一具体问题进行讨论，鼓励小组成员各抒己见，共同分析问题。
2.算法设计：让学生根据问题需求，设计相应的算法，并在小组内分享和讨论，优化算法。
二、学情分析
在本章节的教学中，我们面对的是高中一年级的学生。他们已经具备了一定的信息技术基础，掌握了基本的计算机操作技能，但对于编程语言的学习，大多数学生还处于起步阶段。因此，在进行Python语言程序设计的教学时，我们需要关注以下几点：
1.学生的认知水平：学生在初中阶段可能对信息技术课程中的算法与程序设计有所接触，但程度不一。我们要充分了解学生的已有知识储备，合理设计教学内容，使之既能巩固旧知，又能拓展新知。
-学生通过小组讨论和合作，共同分析问题，设计算法，提高解决问题的效率。
2.引导学生通过实例分析和编程实践，掌握程序设计的步骤和方法。
-学生能够通过分析实际案例，理解问题需求，设计合理的解决方案。
-学生通过编程实践，巩固所学的知识，形成编程思维。
3.利用可视化工具和调试技术，帮助学生理解程序的执行过程，提高程序调试能力。
四、教学内容与过程
（一）导入新课
在本章节的教学起始阶段，我将采用以下方式导入新课：
1.提问方式：向学生提出与日常生活相关的问题，如“你们有没有遇到过需要重复做某件事情的情况？如何才能让这个过程更高效？”通过问题引导学生思考编程在生活中的应用。
2.案例展示：向学生展示一个简单的Python程序案例，如计算器程序，让学生直观地了解Python编程的魅力和实用性。
第三章第二节python语言程序设计教学设计浙教版高中信息技术必修1
计算机控制技术-常用控制程序设计
；返回DOS
；开中断 ；中断返回 ；采样8个通道 ；设1#炉A/D通道地址 ；形成下次采样存放首地址 ；形成下次采样存放地址
例：试设计一个数据采集系统
要求该系统能对八路模拟信号（变化频率≤100Hz）进行连续巡回检测，电 压范围0V～10V，分辨率为5mV（0.05%），巡回检测周期允许为1s，但为了 对采样的数据进行滤波处理，必须对每路信号进行多次采集。因此，A/D转 换器选用转换速度较快的AD574。AD574的分辨率12位（0.025％），转换误 差0.05％，转换时间25μs ，输入电压的范围均能符合上述要求。多路模 拟开关选用CD4051。CD4051导通电阻为200Ω，由于采样／保持器的输入电 阻一般在10MΩ以上，所以输入电压在CD4051上的压降仅为0.002%左右，符 合要求。CD4051的开关漏电流仅为0．08nA，当信号源内阻为10kΩ时，误 差电压约为0.08μV ，可以忽略不计。采样／保持器选用LF398，LF398采 样速度快，保持性能好，非线性度为士0.01％，也符合上述要求。整个系 统采用以8086CPU构成的微机系统来实施控制。
2. 滤波时间
在考虑滤波效果的前提下，尽量采用执行时间比较短的程 序，如果时间允许，则可采用更好的复合滤波程序。
3. 注意，并不是在任何一个系统中都需要进行数字滤波!
3.2.3 数字滤波程序设计
用复合滤波方法将上节中1号退 火炉的5个温度采样值（起始存放 地址为7000H：0）进行滤波，并存 入SAMP单元。
；设1#炉A/D通道地址 ；共采样8个通道 ；每通道数据起始存放地址 ；每通道数据存放地址 ；开中断 ；启动A/D 转换 ；等待A/D 转换结束
；A/D 转换中断服务程序 ；读A/D 值并存储
常见的程序设计方法
常见的程序设计方法常见的程序设计方法1. 顺序程序设计顺序程序设计是一种最基础的程序设计方法，它是按照程序中各个语句的先后顺序执行，没有分支和循环的控制结构。
程序从开始执行，按照语句的顺序逐一执行，直到结束。
2. 分支程序设计分支程序设计是在程序执行过程中根据条件的不同选择执行不同的语句或语句块。
常见的分支程序设计包括if语句和switch语句。
if语句根据条件的真假执行不同的代码块，而switch语句根据不同的取值执行相应的代码块。
3. 循环程序设计循环程序设计是在程序执行过程中根据条件的不同重复执行某段代码块。
常见的循环程序设计包括while循环、do-while循环和for循环。
while循环在执行前先判断条件，如果条件为真则执行循环体，执行完循环体后判断条件，直到条件为假才结束循环。
do-while循环先执行一次循环体，然后再判断条件，如果条件为真则继续执行循环体，直到条件为假才结束循环。
for循环是一种常用的循环结构，它在执行前初始化一个计数器，然后在每次循环迭代时执行循环体，并更新计数器，直到满足循环结束的条件。
4. 递归程序设计递归程序设计是指一个函数在函数体内调用自身的过程。
递归函数通常包含一个或多个终止条件，当满足终止条件时，递归停止并返回结果，否则继续调用自身进行下一步计算。
5. 模块化程序设计模块化程序设计是将整个程序划分为多个模块或函数的过程。
每个模块或函数负责完成特定的任务，通过调用其他模块或函数实现功能的组合。
模块化程序设计使得程序结构清晰，易于维护和调试，并且可以提高代码的重用性。
6. 面向对象程序设计面向对象程序设计是一种基于对象的程序设计方法。
面向对象程序设计的核心概念是类和对象，通过定义类来描述对象的属性和行为，并通过创建对象来实现功能。
面向对象程序设计具有封装性、继承性和多态性等特点，使得程序的设计和开发更加灵活和可扩展。
，常见的程序设计方法包括顺序程序设计、分支程序设计、循环程序设计、递归程序设计、模块化程序设计和面向对象程序设计。
常见的程序设计方法
常见的程序设计方法在软件开发领域，程序设计是一项重要的工作。
程序设计的目标是根据需求设计出合理、高效的解决方案。
以下是几种常见的程序设计方法。
1. 结构化程序设计结构化程序设计是一种将程序分解为模块化的、易于理解和维护的方法。
它通过使用顺序、选择和循环等结构，将程序分解为较小的独立部分。
这种方法便于团队协作，并且使得程序易于阅读和修改。
2. 面向对象程序设计面向对象程序设计是一种将程序设计为对象的集合，在这种模型中，对象具有状态和行为。
面向对象程序设计强调封装、继承和多态等特性。
这种方法提高了代码的可重用性，也提高了程序的可维护性和扩展性。
3. 响应式程序设计响应式程序设计是一种将程序设计为对外界事件作出快速响应的方法。
在这种模型中，程序会对输入事件作出相应的反应，并展示相应的输出。
响应式程序设计在用户界面和实时系统等领域得到广泛应用。
4. 并行程序设计并行程序设计是一种将程序设计为执行多个任务的方法。
在多核处理器和分布式系统中，利用并行程序设计可以提高程序的性能和效率。
并行程序设计需要考虑任务的划分、通信和同步等问题。
5. 领域驱动设计领域驱动设计是一种将程序设计与领域知识密切结合的方法。
在这种模型中，程序的设计和实现反映了领域的概念和规则。
领域驱动设计可以提高程序的可理解性，并且更好地满足业务需求。
6. 设计模式设计模式是一种常见的程序设计方法，它提供了在特定情境下解决常见问题的通用解决方案。
设计模式可以提高代码的重用性、可读性和可维护性。
常见的设计模式包括单例模式、工厂模式和观察者模式等。
7. 函数式编程函数式编程是一种将程序设计为一系列函数组合的方法。
在函数式编程中，函数是一等公民，可以作为参数传递和返回。
函数式编程强调无状态、不可变性和引用透明等特性。
函数式编程可以简化程序的逻辑，并提高程序的可测试性。
常见的程序设计方法包括结构化程序设计、面向对象程序设计、响应式程序设计、并行程序设计、领域驱动设计、设计模式和函数式编程等。
常用应用程序设计
第三章常规数字控制器的设计方法 第三章 常用应用程序设计
5
3.1 数字滤波
限速滤波是一种折衷的方法，既照顾了采样的实时 性，又顾及了采样值变化的连续性。 缺点: 第一是△Y的确定不够灵活，必须根据现场的情况 不断更换新值； 第二是不能反映采样点数n＞3时各采样数值受干扰 情况。因此，它的应用受到一定的限制。 在实际使用中，可用 Y (n 1 Y (n)) Y (n) Y (n 1) / 2 取代△Y，这样也可基本保持限速滤波的特性，虽增加 一步运算，但灵活性大为提高。
第三章常规数字控制器的设计方法 第三章 常用应用程序设计
2
3.1 数字滤波
1．限幅滤波
当| Y（n）-Y（n-1）|≤△Y时，则取Y（n）= Y（n），取本次采样值 当| Y（n）-Y（n-1）|＞△Y时，则取Y（n）= Y（n-1），取上次采样值
Y（n）——第n次采样值； Y（n-1）——第n-1次采样值； △Y——相邻两次采样值所允许的最大偏差，它的大 小取决于采样周期T及被测参数Y应有的正常变化率。 一定要按照实际情况来确定△Y，否则非但达不到滤波 效果，反而会降低控制品质。△Y通常可根据经验数据获得， 必要时，也可由实验得出。
第三章常规数字控制器的设计方法 第三章 常用应用程序设计
3
3.1 数字滤波
程序流程图如图3-1所示。
第三章常规数字控制器的设计方法 第三章 常用应用程序设计
4
3.1 数字滤波
2．限速滤波 设顺序采样时刻tn-1、tn、tn+1所采集的参数分别为Y（n1）、Y（n）、Y（n+1），那么
当 | Y (n) Y (n 1) | Y时，Y（n）输入计算机 当 | Y（n） Y（n 1） | ＞Y时，Y（n）不采用，但仍保留， 继续采样取得Y（n 1） 当 | Y（n 1） Y（n） | Y时，Y（n 1）输入计算机 Y（n） Y（n 1） 当 | Y（n 1） Y （ n ） | ＞ Y 时，则取 输入计算机 2
常见的程序设计方法
常见的程序设计方法常见的程序设计方法程序设计方法是指在编写程序时，所采取的一套规范和策略，以达到编程目标的有效手段。
不同的程序设计方法适用于不同的场景和需求，下面将介绍一些常见的程序设计方法。
1. 面向对象编程（Object-Oriented Programming）面向对象编程是一种以对象作为程序的基本单元，通过封装、继承和多态等特性来组织和管理代码的编程方法。
它将问题划分为一系列的对象，每个对象具有独立的状态和行为，并通过消息传递与其他对象进行交互。
面向对象编程具有代码复用性高、可扩展性强、易于维护等特点，广泛应用于软件开发领域。
2. 面向过程编程（Procedural Programming）面向过程编程是一种以过程为基本单元，按照一定的顺序逐步执行的编程方法。
它将问题划分为一系列的步骤，每个步骤是一段具体的代码逻辑。
面向过程编程强调程序的流程控制和数据的处理，更加直观和简单，适用于解决简单、线性的问题。
3. 函数式编程（Functional Programming）函数式编程是一种把计算过程看作是函数求值的方式，强调将程序分解成一系列纯函数的组合。
函数式编程避免使用可变的状态和数据，更注重代码的表达力和可推理性。
它具有代码简洁、模块化好、并发性高等特点，适用于处理数据流和迭代计算等场景。
4. 响应式编程（Reactive Programming）响应式编程是一种基于事件流的编程模式，通过观察者模式处理数据流的变化。
响应式编程关注数据的异步处理和响应，通过将数据流和处理逻辑分离，使得代码更加清晰可读。
它在用户界面交互、编程接口调用、数据处理等方面有广泛应用。
5. 领域驱动设计（Domn-Driven Design）领域驱动设计是一种将业务领域作为核心，通过不断迭代和优化的方式来设计和开发软件系统的方法。
它将复杂的业务问题划分为一系列的领域模型和聚合，通过领域模型来实现业务逻辑和核心功能。
领域驱动设计注重业务思维和可扩展性，广泛应用于复杂的企业级应用开发。
通用程序设计
通用程序设计通用程序设计是一种广泛适用于多种编程语言和开发环境的编程方法论。
它强调的是程序设计的基本原则和技巧，而不是特定于某一编程语言的特性。
这种方法可以帮助程序员在面对不同的编程任务时，能够快速适应并高效地解决问题。
1. 程序设计基础程序设计基础包括数据结构、算法、控制结构等。
掌握这些基础是进行通用程序设计的前提。
- 数据结构：数据结构是程序设计中存储、组织数据的方式。
常见的数据结构有数组、链表、栈、队列、树、图等。
- 算法：算法是解决问题的一系列步骤，是程序设计的灵魂。
算法的效率直接影响程序的性能。
- 控制结构：控制结构包括顺序、选择（条件语句）、循环等，它们是程序逻辑的骨架。
2. 抽象思维抽象思维是将现实世界的问题转化为计算机能够处理的形式的能力。
在程序设计中，抽象思维能够帮助我们识别问题的本质，忽略非关键的细节。
- 模块化：将程序分解为多个模块，每个模块负责一部分功能，有助于提高代码的可读性和可维护性。
- 封装：隐藏对象的内部状态和实现细节，只暴露必要的接口，这是面向对象编程的核心概念之一。
3. 代码编写技巧代码编写技巧包括变量命名、代码注释、错误处理等，这些技巧有助于提高代码的质量和可维护性。
- 变量命名：使用有意义的变量名，避免使用模糊的缩写或数字。
- 代码注释：合理使用注释来解释代码的意图和逻辑，但避免过度注释。
- 错误处理：设计健壮的程序，能够妥善处理异常情况，避免程序崩溃。
4. 测试与调试测试和调试是确保程序正确运行的重要环节。
- 单元测试：对程序的每个模块进行独立测试，确保它们按预期工作。
- 集成测试：在模块之间进行测试，确保它们能够协同工作。
- 调试：使用调试工具来查找和修复代码中的错误。
5. 性能优化性能优化是提高程序运行效率的过程。
- 算法优化：选择更高效的算法来解决问题。
- 数据结构优化：根据数据的特点选择合适的数据结构。
- 代码优化：通过减少不必要的计算、循环等来提高代码效率。
常用应用程序设计
E min[ e ] min[ (Y X k ) ]
k 1 2 k 2 k 1
N
N
(6-1)
用一元函数求极值原理得：
1 Y Xk N k 1
N
(6-2)
（一）算术平均值滤波
2.方法：
连续取N个采样值进行算术平均运算。
N值较大时：信号平滑度较高，但灵敏度较低；
R×８
+5V
1 2 3 4 5 e d GND c dp
（a）共阴极
(a) 共 阴 极
（b）共阳极
(b) 共 阳 极
LED数码管管脚配置图
两类LED数码管
（2）LED工作原理
2.LED数码管的显示方式
1）动态显示 动态显示，就是微型计算机定时地对显示器件扫描。此种显 示的优点是使用硬件少，因而价格低，线路简单。但它占用机 时长，只要微型计算机不执行显示程序，就立刻停止显示。
第三节 常用应用程序设计
一、数字滤波
1.主要掌握内容：
① 方法
② 优缺点
③ 使用场合 ④ 程序框图编写方法
2.数字滤波：定义 3.优点
一、数字滤波
（一）算术平均值滤波
（二）中值滤波
（三）一阶滞后滤波
（四）程序判断滤波
（五）复合滤波（防脉冲干扰的算术平均值滤波）
（六）各种滤波方法的比较
（一）算术平均值滤波
2）静态显示
静态显示，是由微型计算机一次输出显示模型后，就能保持 该显示结果，直到下次发送新的显示模型为止。这种显示占用 机时少，显示可靠，因而在工业过程控制中得到了广泛的应用。 这种显示方法的缺点是使用元件多，且线路比较复杂。
3.LED动态显示接口技术
第3章 一般应用程序设计
构造方法代码
EditWindow(String s) { //使用父类中的构造方法 使用父类中的构造方法 super(s); //设定窗体的尺寸 设定窗体的尺寸 setSize(500,370); //设定窗体的初始位置 设定窗体的初始位置 setLocation(120,120); //设定窗体的可见性为可见的 设定窗体的可见性为可见的 setVisible(true); //设定窗体关闭后的操作 设定窗体关闭后的操作 setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //生成一个文本区对象 生成一个文本区对象text1 生成一个文本区对象 text1=new JTextArea(12,22); //生成一个文本区对象 生成一个文本区对象text2 生成一个文本区对象 text2=new JTextArea(12,22); //设置 设置text1的边框 设置 的边框 text1.setLineWrap(true); text1.setWrapStyleWord(true); //生成一个文件对象 生成一个文件对象 Document document=text1.getDocument(); //向文档添加监视器 向文档添加监视器 document.addDocumentListener(this);
public class MyJava { public static void main(String args[]) { EditWindow win=new EditWindow("窗口 窗口"); 窗口 } }
•
star()方法用于线程的启动、stop()方法用于终止线程 方法用于线程的启动、 方法用于线程的启动 方法用于终止线程
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3.1 数字滤波
限速滤波是一种折衷的方法，既照顾了采样的实时性， 又顾及了采样值变化的连续性。 缺点: 第一是△Y的确定不够灵活，必须根据现场的情况不 断更换新值； 第二是不能反映采样点数n＞3时各采样数值受干扰情 况。因此，它的应用受到一定的限制。
在实际使用中，可用 Y (n 1) Y (n) Y (n) Y (n 1) /2 取代△Y，这样也可基本保持限速滤波的特性，虽增加一 步运算，但灵活性大为提高。
保护现场
PUSH… … BEGIN： XOR XOR MOV MOV MOV REDO： ADC MUL INC INC ADC LOOP MOV POP… …
AX，AX BX，BX SI，DATA1 DI，DATA2 CX，NUMBER AX，[SI] [DI] SI DI BX，AX REDO DATA，BX
3.1 数字滤波
程序流程图
3.1 数字滤波
3.1.2 算术平均值滤波
实质-------把一个采样周期内对信号的n次采样值进行算术平均， 作为本次的输出 ，即 Y (n)
1 Y (n) n
高，灵敏度降低。
Y (n)
i 1
n
n值决定了信号平滑度和灵敏度。随着n的增大，平滑度提
为方便求平均值，n值一般取4、8、16之类的2的整数幂， 以使用移位来代替除法。通常流量信号取12项，压力信号取6 项，温度、成分等缓慢变化的信号取2项甚至不平均。
程序流程图
3.1 数字滤波
设△Y存放在LIMIT单元，两次采样值Y（n-1）、Y（n）存 放在DATA1、DATA2中，滤波结果存放在DATA单元中， 限幅滤波程序如下：
PUSH PUSH CLR MOV MOV SUBB JNC CPL INC PSW A C DATA, DATA1 A, DATA2 A, DATA COMPARE A A ；保护现场 ；进位标志位清零
中值滤波对于去掉由于偶然因素引起的波动或采样器不稳 定而造成的误差所引起的脉动干扰比较有效。若变量变化比较 缓慢，采用中值滤波效果比较好，但对快速变化过程的参数 （如流量），则不宜采用。一般n取5~9次。
3.1 数字滤波
3.1.5 去极值平均滤波 去极值平均值滤波的算法是：连续采样n次，去掉一 个最大值，再去掉一个最小值，求余下n-2个采样值的平 均值。程序的流程图如图3-4所示。 为使平均滤波方便，n-2应为2、4、8、16，故n常取4、 6、10、18。
；返回
限幅滤波能有效地克服因偶然因素引起的脉冲干 扰，但无法抑制周期性的干扰且平滑度差。
51程序
8086程序
设上次采样值存在DATA1单元，本次采样值存放在DATA2 中，滤波结果存放在DATA单元中，限幅滤波程序如下：
BEGIN: MOV MOV MOV SUB JG NEG CHECK1: CMP JG MOV JMP DONE: MOV OVER: MOV AX，[DATA1] BX,AX AX,[DATA2] AX, BX CHECK1 AX AX , LIMIT DONE AX,[DATA2] OVER AX,[DATA1] [DATA] ,AX
恢复现场 结束
8051程序如下
设8次采样值依次存放在以DIGIT为首地址的连续单元中， 求出平均值后，结果保留在SAMP单元中。计算的中间结果 存放在FLAG和TEMP单元中，程序清单如下：
PUSH PUSH MOV MOV MOV CLR LOOP: ADD JNC INC PSW A FLAG, #00H R0, #DIGIT R7, #08H A A, @R0 NEXT FLAG ；现场保护 ；进位位清零 ；设置数据存储区首址 ；设置采样数据个数 ；清累加器 ；两数相加 ；无进位，转NEXT ；有进位，进位位加1
3.1 数字滤波
图3-4 去极值平均滤波
3.1 数字滤波
3.1.6 滑动平均滤波
滑动平均滤波法把n个测量数据看成一个队列，队列的长 度固定为n，每进行一次新的采样，把测量结果放入队尾，而 去掉原来队首的一个数据，这样在队列中始终有n个“最新” 的数据。然后把队列中的n个数据进行算术平均运算，就可获 得新的滤波结果。 滑动平均值滤波对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度 高，灵敏度低；但对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用差，不 易消除由于脉冲干扰引起的采样值的偏差，因此它不适用于脉 冲干扰比较严重的场合，而适用于高频振荡系统。 通常对流量信号，n取12，压力信号n取4，液面参数n取 4~12，温度信号n取1~4。
3.1 数字滤波
1．限幅滤波 当| Y（n）-Y（n-1）|≤△Y时，则取Y（n）= Y（n），取本 次采样值 当| Y（n）-Y（n-1）|＞△Y时，则取Y（n）= Y（n-1），取 上次采样值 Y（n）——第n次采样值； Y（n-1）——第n-1次采样值； △Y——相邻两次采样值所允许的最大偏差，它的大小取 决于采样周期T及被测参数Y应有的正常变化率。 一定要按照实际情况来确定△Y，否则非但达不到滤波效 果，反而会降低控制品质。△Y通常可根据经验数据获得，必 要时，也可由实验得出。
3.1 数字滤波
3.1.1 程序判断滤波
程序判断滤波的方法，是根据生产经验，确定出两次 采样输入信号可能出现的最大偏差△y。 若超过此偏差值，则表明该输入信号是干扰信号，应该去 掉；
如小于此偏差值，可将信号作为本次采样值。
当采样信号由于随机干扰，如大功率用电设备的启动或 停止，造成电流的尖峰干扰或误检测，以及变送器不稳定而 引起的严重失真等，使得采样数据偏离实际值太远，可采用 程序判断滤波。
；数据指针加1 ；未加完,继续加 ；设置循环次数 ；保存累加器中的内容 ；累加结果除2
；未结束,继续执行 ；保存结果至SAMP中 ；恢复现场
算术平均值滤波主要用于对压力、流量等周期脉动 的采样值进行平滑加工，但对偶然出现的脉冲性干扰的平 滑作用尚不理想，因而它不适用于脉冲性干扰比较严重的 场合。另外该滤波方法比较浪费RAM。
算术平均滤波
8086程序如下(采样首地址为DATA1单元， 采样次数为NUMBER,结果存于DATA2单元)：
保护现场
PUSH…
初始化 结果寄存器AX清零 采样首地址 BX 采样次数 CX和DX
… BEGIN： XOR AX，AX 采样值累加 MOV BX，DATA1 MOV CX，NUMBER BX BX+1 CX CX-1 MOV DX，NUMBER REDO： ADC AX，[BX] N INC BX CX=0? LOOP REDO ；循环 Y DIV DX 用AX除以DX(取平均值) MOV [DATA2]，AX POP…
3.1 数字滤波
设采样值从8位A/D 转换器输入5次，存放在 SAMP为首地址的内存 单元中，其程序流程图 如图3-3所示 。
3.1 数字滤波
51程序清单如下 ：
ORG INTER: MOV SORT: MOV MOV MOV LOOP: MOV INC MOV CLR SUBB MOV JC 8000H R4, #04H A, R4 R5, A R1, #SAMP A, @R1 R1 R2, A C A, @R1 A, R2 DONE ；置大循环次数 ；小循环次数→R5
3.1 数字滤波
2．限速滤波 设顺序采样时刻tn-1、tn、tn+1所采集的参数分别为Y（n-1）、 Y（n）、Y（n+1），那么
Y n）输入计算机 当 | Y (n) Y (n 1) | Y时，（ 当| Y （n） Y （n 1）〉 | Y时，Y （n）不采用，但仍保留，继续采样取得Y （n 1） 当 | Y （n 1） Y （n） | Y时，Y （n 1）输入计算机 Y （n） Y （n 1） 当 | Y （n 1） Y （n）〉 | Y时，则取 输入计算机 2
；采样数据存放首地址→R1 ；比较
3.1 数字滤波
MOV DEC XCH INC MOV DONE: DJNZ DJNZ INC MOV RET A, @R1 R1 A, @R1 R1 @R1, A R5, LOOP R4, SORT R1 @R1, A ；R5≠0，小循环继续进行 ；R4≠0，大循环继续进行 ；（（R1））←→（（R1）+1）
n 个数据按大小顺序排队的具体做法是:两两进行比较，
设R1为存放数据区首地址，先将（（R1））与（（R1）+1）进 行比较，若是（（R1））＜（（R1）+1）则不交换存放位置， 否则将两数位置对调。继而再取（（R1）+1）与（（R1）+2） 比较，判断方法亦然，直到最大数沉底为止。然后再重新进行 比较，把次大值放到n-1位，如此做下去，则可将n个数从小到 大顺序排列。
NEXT: INC DJNZ MOV DIVIDE:MOV MOV CLR RRC MOV MOV RRC DJNZ MOV POP POP RET
R0 R7, LOOP R7, #03H TEMP, A A,FLAG C A FLAG, A A, TEMP A R7, DIVIDE SAMP,A A PSW
初始化 结果寄存器AX清零 数据首地址 SI 系数首地址 DI 数据项数 CX
求aiYn 1
计算ΣaiYn 1
SI DI
SI+1 DI+1
各项处理完？ Y 结果 结果单元
N
恢复现场
结束
3.1 数字滤波
3.1.4 中值滤波
所谓中值滤波是对某一参数连续采样n次（一般n取奇 数），然后把n次的采样值从小到大或从大到小排队，再取 中间值作为本次采样值。
3.1 数字滤波
假定n个双字节型采样值，40H单元为采样队列内存单 元首地址，n个采样值之和不大于16位。新的采样值存于 3EH、3FH单元，滤波值存于60H、61H单元。FARFIL为算 术平均滤波程序。51程序清单为：