ADC轉(zhuǎn)換—10種軟件濾波技術(shù)分享I

1、曜曜，上次記得做ADC轉(zhuǎn)換的時候，采樣進(jìn)來的數(shù)據(jù)經(jīng)常會像猴子一樣蹦來蹦去，本人在該程序中采用了平均值濾波的方法，因?yàn)槠骄禐V波簡單有效，適合初學(xué)者，今天有幸在AVR論壇上發(fā)現(xiàn)某高手總結(jié)的10種軟件濾波法案，覺得甚是有價值，在此和大家一起分享一下，曜曜：1,限幅濾波法(又稱程序判斷濾波法)A、方法：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值(設(shè)為A)每次檢測到新值時判斷：如果本次值與上次值之差<=A,則本次值有效如果本次值與上次值之差>A,則本次值無效，放棄本次值，用上次值代替本次值B、優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾C、缺點(diǎn)無法抑制那種周期性的干擾平滑度差實(shí)例程序：/*A值

2、可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整value為有效值，new_value為當(dāng)前采樣值濾波程序返回有效的實(shí)際值*/#defineA10charvalue;charfilter()charnew_value;new_value=get_ad();if(new_value-value>A)|(value-new_value>A)returnvalue;returnnew_value;2、中位值濾波法A、方法：連續(xù)采樣N次(N取奇數(shù))把N次采樣值按大小排列取中間值為本次有效值B、優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的波動干擾對溫度、液位的變化緩慢的被測參數(shù)有良好的濾波效果C、缺點(diǎn)：對流量、速度等快速變化的參數(shù)不

3、宜示例程序：/*N值可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整排序采用冒泡法*/#defineN11charfilter()charvalue_bufN;charcount,i,j,temp;for(count=0;count<N;count+)value_bufcount=get_ad();delay()；for(j=0;j<N-1;j+)for(i=0;i<N-j;i+)if(value_bufi>value_bufi+1temp=value_bufi;value_bufi=value_bufi+1;value_bufi+1=temp;returnvalue_buf(N-1)/2;3、算術(shù)

4、平均濾波法A、方法：連續(xù)取N個采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算N值較大時：信號平滑度較高，但靈敏度較低N值較小時：信號平滑度較低，但靈敏度較高N值的選取：一般流量，N=12;壓力：N=4B、優(yōu)點(diǎn)：適用于對一般具有隨機(jī)干擾的信號進(jìn)行濾波這樣信號的特點(diǎn)是有一個平均值，信號在某一數(shù)值范圍附近上下波動C、缺點(diǎn)：對于測量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計(jì)算速度較快的實(shí)時控制不適用比較浪費(fèi)RAM示例程序：3、算術(shù)平均濾波法#defineN12charfilter()intsum=0;for(count=0;count<N;count+)sum+=get_ad();delay()；return(char)(sum/N);4、

5、遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)A、方法：把連續(xù)取N個采樣值看成一個隊(duì)列隊(duì)列的長度固定為N每次采樣到一個新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾，并扔掉原來隊(duì)首的一次數(shù)據(jù).(先進(jìn)先出原則)把隊(duì)列中的N個數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，就可獲得新的濾波結(jié)果N值的選取：流量，N=12;壓力：N=4;液面，N=412;溫度，N=14B、優(yōu)點(diǎn)：對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高適用于高頻振蕩的系統(tǒng)C、缺點(diǎn)：靈敏度低對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差不適用于脈沖干擾比較嚴(yán)重的場合比較浪費(fèi)RAM示例程序：#defineN12charvalue_bufN;chari=0;charfilter()

6、charcount;intsum=0;value_bufi+=get_ad();if(i=N)i=0;for(count=0;count<N,count+)sum=value_bufcount;return(char)(sum/N);5、中位值平均濾波法(又稱防脈沖干擾平均濾波法)A、方法：相當(dāng)于中位值濾波法”+算術(shù)平均濾波法連續(xù)采樣N個數(shù)據(jù)，去掉一個最大值和一個最小值然后計(jì)算N-2個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值N值的選?。?14B、優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差C、缺點(diǎn):測量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣比較浪費(fèi)RAM示例程序：#defi

7、neN12charfilter()charcount,i,j;charvalue_bufN;intsum=0;for(count=0;count<N;count+)value_bufcount=get_ad();delay();for(j=0;j<N-1;j+)for(i=0;i<N-j;i+)if(value_bufi>value_bufi+1)temp=value_bufi;value_bufi=value_bufi+1;value_bufi+1=temp;for(count=1;count<N-1;count+)sum+=valuecount;return(

8、char)(sum/(N-2);6、限幅平均濾波法A、方法：相當(dāng)于限幅濾波法”+遞推平均濾波法”每次采樣到的新數(shù)據(jù)先進(jìn)行限幅處理，再送入隊(duì)列進(jìn)行遞推平均濾波處理B、優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差C、缺點(diǎn)：比較浪費(fèi)RAM示例程序參考1,3即可。7、一階滯后濾波法A、方法：取a=01本次濾波結(jié)果=(1-a)*本次采樣值+a*上次濾波結(jié)果B、優(yōu)點(diǎn)：對周期性干擾具有良好的抑制作用適用于波動頻率較高的場合C、缺點(diǎn)：相位滯后，靈敏度低滯后程度取決于a值大小不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號示例程序:7、一階滯后濾波法/*為加快程序處理

9、速度假定基數(shù)為100,a=0100*/#definea50charvalue;charfilter()charnew_value;new_value=get_ad();return(100-a)*value+a*new_value;8、加權(quán)遞推平均濾波法A、方法:是對遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不同時刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)通常是，越接近現(xiàn)時刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大。給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低B、優(yōu)點(diǎn):適用于有較大純滯后時間常數(shù)的對象和采樣周期較短的系統(tǒng)C、缺點(diǎn):對于純滯后時間常數(shù)較小，采樣周期較長，變化緩慢的信號不能迅速反應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾的嚴(yán)重程度，濾波效果差示例程序：/

10、* coe數(shù)組為加權(quán)系數(shù)表，存在程序存儲區(qū)。*/#defineN12charcodecoeN=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12;charcodesum_coe=1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;charfilter()charcount;charvalue_bufN;intsum=0;for(count=0,count<N;count+)value_bufcount=get_ad();delay();for(count=0,count<N;count+)sum+=value_bufcount*coecount;return(char)(sum

11、/sum_coe);9、消抖濾波法A、方法：設(shè)置一個濾波計(jì)數(shù)器將每次采樣值與當(dāng)前有效值比較：如果采樣值=當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器清零如果采樣值<>當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器+1,并判斷計(jì)數(shù)器是否>=上限N(溢出)如果計(jì)數(shù)器溢出，則將本次值替換當(dāng)前有效值，并清計(jì)數(shù)器B、優(yōu)點(diǎn)：對于變化緩慢的被測參數(shù)有較好的濾波效果，可避免在臨界值附近控制器的反復(fù)開/關(guān)跳動或顯示器上數(shù)值抖動C、缺點(diǎn)：對于快速變化的參數(shù)不宜如果在計(jì)數(shù)器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值，則會將干擾值當(dāng)作有效值導(dǎo)入系統(tǒng)示例程序：#defineN12charfilter()charcount=0;charnew_value;new_value=get_ad();while(value!=new_value);count+;if(coun