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虽然测量范围内指示空速是大气动压的单值函数，但其函数关系式比较复杂，若由式(1)、(2)由单片机直接计算，要使用浮点运算，会占用较多的计算机资源。该设计选定线性插值方法来计算指示空速。用一个简单易实现的线性函数代替原复杂函数，即：y=yi+ki(x-xi)。式中：yi，xi，ki分别代表第i个插值点气压高度值、大气静压值和插值线段的斜率。插值点的个数可由线性插值法的误差公式确定：

式中：M=max(f(x))；δ为计算精度。根据系统要求的计算精度δ，求出步长h=xi+1-xi，得出曲线插值的分段段数n=60。预先计算各插值点相应的气压高度值、大气静压值和插值线段的斜率，把校正点的数据求出，按照一定的规律构成表格存放在单片机的内部ROM中。采集到的数据，先与校正点的数据进行比较找到数据所在的分段，然后将该分段对应的yi，xi，ki代入分段插值公式中计算，即可解算出气压高度值。这样可在保证精度的前提下提高采样频率。
C8051F353单片机内部设有温度传感器，温度传感器系统由两个温度特性不同的二极管和两个恒流源组成。两个通道通过ADC的模拟多路选择器连接到ADC的输入端。温度传感器系统，工作在差分方式。本文利用C8051F353单片机内部的温度传感器对温度进行采样，对传感器的输出进行修正，以进一步提高输出精度。
根据压阻式压力传感器原理，所测压力大小P与传感器输出电压U是线性关系。即两个参数关系为：P=aU+b。由于传感器的零位和灵敏度会随温度漂移，因此系数a，b也会随温度变化而变化，即系数a，b是温度的函数。首先，通过多次采样定标，由标准压力源提供分组标准压力，记录一定温度下传感器的输出电压值，即多组(Pi，Ui)，i=0，1，2，…，n，然后利用最小二乘法进行曲线拟合。为使总误差最小，可用Q对a，b求偏导数，令这两个偏导数为零，则求解方程得出一定温度对应的系数(at，bt)。其中t=-10℃，0℃，10℃，…，50℃。压力大小P与输出电压U关系为：

关键词： 设计 高度 气压 单片机 基于