控制/MCU
前言
单片机主要作用是控制外围的器件,并实现一定的通信和数据处理。但在某些特定场合,不可避免地要用到数学运算,尽管单片机并不擅长实现算法和进行复杂的运算。下面给大家介绍十种常见的ADC滤波算法。
一、限幅滤波
1、方法
根据经验判断两次采样允许的最大偏差值A
每次采新值时判断:若本次值与上次值之差<=A,则本次有效;若本次值与上次值之差>A,本次无效,用上次值代替本次。
2、优缺点
克服脉冲干扰,无法抑制周期性干扰,平滑度差。
3、代码
/* A值根据实际调,Value有效值,new_Value当前采样值,程序返回有效的实际值 */ #define A 10 char Value; char filter() { char new_Value; new_Value = get_ad(); //获取采样值 if( abs(new_Value - Value) > A) return Value; //abs()取绝对值函数 return new_Value; }
二、中位值滤波
1、方法
连续采样N次,按大小排列
取中间值为本次有效值
2、优缺点
克服波动干扰,对温度等变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果,对速度等快速变化的参数不宜。
3、代码
#define N 11 char filter() { char value_buf[N]; char count,i,j,temp; for(count = 0;count < N;count++) //获取采样值 { value_buf[count] = get_ad(); delay(); } for(j = 0;j<(N-1);j++) for(i = 0;i<(n-j);i++) if(value_buf[i]>value_buf[i+1]) { temp = value_buf[i]; value_buf[i] = value_buf[i+1]; value_buf[i+1] = temp; } return value_buf[(N-1)/2]; }
三、算数平均滤波
1、方法
连续采样N次,取平均
N较大时平滑度高,灵敏度低
N较小时平滑度低,灵敏度高
一般N=12
2、优缺点
适用于存在随机干扰的系统,占用RAM多,速度慢。
3、代码
#define N 12 char filter() { int sum = 0; for(count = 0;count四、递推平均滤波
1、方法
取N个采样值形成队列,先进先出
取均值
一般N=4~12
2、优缺点
对周期性干扰抑制性好,平滑度高
适用于高频振动系统
灵敏度低,RAM占用较大,脉冲干扰严重
3、代码
/* A值根据实际调,Value有效值,new_Value当前采样值,程序返回有效的实际值 */ #define A 10 char Value; char filter() { char new_Value; new_Value = get_ad(); //获取采样值 if( abs(new_Value - Value) > A) return Value; //abs()取绝对值函数 return new_Value; } 五、中位值平均滤波
1、方法
采样N个值,去掉最大最小
计算N-2的平均值
N= 3~14
2、优缺点
融合了中位值,平均值的优点
消除脉冲干扰
计算速度慢,RAM占用大
3、代码
char filter() { char count,i,j; char Value_buf[N]; int sum=0; for(count=0;countValue_buf[i+1]) { temp = Value_buf[i]; Value_buf[i]= Value_buf[i+1]; Value_buf[i+1]=temp; } for(count =1;count 六、限幅平均滤波
1、方法
每次采样数据先限幅后送入队列
取平均值
2、优缺点
融合限幅、均值、队列的优点
消除脉冲干扰,占RAM较多
3、代码
#define A 10 #define N 12 char value,i=0; char value_buf[N]; char filter() { char new_value,sum=0; new_value=get_ad(); if(Abs(new_value-value)七、一阶滞后滤波
1、方法
取a=0~1
本次滤波结果=(1-a)* 本次采样 + a * 上次结果
2、优缺点
良好一直周期性干扰,适用波动频率较高场合
灵敏度低,相位滞后
3、代码
/*为加快程序处理速度,取a=0~100*/ #define a 30 char value; char filter() { char new_value; new_value=get_ad(); return ((100-a)*value + a*new_value); }八、加权递推平均滤波
1、方法
对递推平均滤波的改进,不同时刻的数据加以不同权重,通常越新的数据权重越大,这样灵敏度高,但平滑度低。
2、优缺点
适用有较大滞后时间常数和采样周期短的系统,对滞后时间常数小,采样周期长、变化慢的信号不能迅速反应其所受干扰。
3、代码
/* coe数组为加权系数表 */ #define N 12 char code coe[N]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}; char code sum_coe={1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12}; char filter() { char count; char value_buf[N]; int sum=0; for(count=0;count九、消抖滤波
1、方法
设置一个滤波计数器
将采样值与当前有效值比较
若采样值=当前有效值,则计数器清0
若采样值不等于当前有效值,则计数器+1
若计数器溢出,则采样值替换当前有效值,计数器清0
2、优缺点
对变化慢的信号滤波效果好,变化快的不好
避免临界值附近的跳动,计数器溢出时若采到干扰值则无法滤波
3、代码
#define N 12 char filter() { char count=0,new_value; new_value=get_ad(); while(value!=new_value) { count++; if(count>=N) return new_value; new_value=get_ad(); } return value; }十、限幅消抖滤波
1、方法
先限幅 后消抖
2、优缺点
融合了限幅、消抖的优点
避免引入干扰值,对快速变化的信号不宜
3、代码
#define A 10 #define N 12 char value; char filter() { char new_value,count=0; new_value=get_ad(); while(value!=new_value) { if(Abs(value-new_value)=N) return new_value; new_value=get_ad(); } return value; } }编辑:黄飞
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