CW32数字电压电流表软件教程（七）：基本数据处理算法（均值滤波）

均值滤波也称为线性滤波，其采用的主要方法为邻域平均法。线性滤波的基本原理是用均值代替原图像中的各个像素值，即对待处理的当前像素点（x，y），选择一个模板，该模板由其近邻的若干像素组成，求模板中所有像素的均值，再把该均值赋予当前像素点（x，y），作为处理后图像在该点上的灰度g（x，y），即g（x，y）=∑f（x，y）/m，m为该模板中包含当前像素在内的像素总个数。

这本是数字图像处理的一种方法，但也可以用在我们数字电压电流表的ADC采样数据上。我们选取二十次的ADC采样值存储在数组 Volt_Buffer 中，然后去除掉数组中的最大值和最小值后再取平均，得到的值作为结果显示在数码管上，这样可以较大程度获得准确的、不易波动的数据。

程序在实验五的基础上略作修改即可，首先是增加和修改变量：

#define ADC_SAMPLE_SIZE (20)       //规定采样20个数据用来滤波
uint16_t Volt_Buffer[ADC_SAMPLE_SIZE]; //存储ADC转换值
uint32_t Led_Dis_Time;             //计数，300ms改变一次数码管显示值

 

接下来是均值滤波的主体函数：

 

uint32_t Mean_Value_Filter(uint16_t *value, uint32_t size)     //均值滤波
{
    uint32_t sum = 0;         //ADC采样数据和
    uint16_t max = 0;
    uint16_t min = 0xffff;    //min初值取最大是为了将第一个数据记录
    int      i;


    for(i = 0; i < size; i++)
    {
        sum += value[i];
        if(value[i] > max)
        {
            max = value[i];
        }
        if(value[i] < min)
        {
            min = value[i];
        }
    }
    sum -= max + min;       //去除最大最小值
    sum  = sum / (size - 2);
    return sum;
}

 

对之前的电压计算函数 Volt_Cal() 修改如下：

 

void Volt_Cal(void)
{
  Cal_Buffer = Mean_Value_Filter(Volt_Buffer,ADC_SAMPLE_SIZE);
  Cal_Buffer = (Cal_Buffer * ADC_REF_VALUE >> 12) * (R2 + R1)/R1;
        // 四舍五入
   if(Cal_Buffer % 10 >= 5)
  {
    Cal_Buffer = Cal_Buffer / 10 + 1;
  }
  else
  {
    Cal_Buffer = Cal_Buffer / 10;
  }
}

 

在主函数的 while 循环里每隔300ms刷新一次：

 

while(1)
  {
    if(GetTick() >= (Led_Dis_Time + 300))    
      {
        Led_Dis_Time = GetTick();
        Volt_Cal();
        Display(Cal_Buffer); 
      }
  }

 

在之前未加滤波函数时，数码管上显示的电压数据是不稳定、跳变的，而加了滤波函数之后，数码管显示的电压数据可以稳定下来，并且有一定的抗干扰能力。至于电压准确性的问题，在后续章节的数据标定和校准中说明。

  


审核编辑：刘清