底层ADC滤波算法

练家志

  十种软件滤波方法
1、限幅滤波法
        A、方法：
        根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A）
        每次检测到新值时判断：
        如果本次值与上次值之差<A，则本次值有效
        如果本次值与上次值之差>A，则本次值无效，放弃本次值，用上次值答题本次值
        B、优点
        能有效克服因偶然因素引起的忙冲干扰
        C、缺点
        无法预测那种周期性的干扰
        平滑度差
      
        #define A 10
        char value;
      
        char filter()
        {
                char new_value;
                new_value = get_ad();
                if((new_value - value > A) || (value - new_value > A))
                        return value;
                return new_value;
        }
      
2、中位值滤波法
        A、方法：
        连续采样N次（N取奇数）
        把N次采样值按大小排列
        取中间值为本次有效值
        B、优点
        能有效克服因偶然因素引起的波动干扰
        对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果
        C、缺点
        对流量。速度等快速变化的参数不宜
      
        #define N 11
      
        char filter()
        {
                char value_buf[N];
                char count,i,j,temp;
                for(count = 0 ;count < N;count++)
                {
                        value_buf[count] = get_ad();
                        delay();
                }
                for(j = 0;j<N-1;j++)
                {
                        for(i = 0 ;i < N;i++)
                        {
                                if(value_buf > value_buf[i+1])
                                {
                                        temp = value_buf;
                                        value_buf[i+1] = value_buf;
                                        value_buf[i+1] = temp;
                                }
                        }
                }
                return value_buf[(N-1)/2];
        }
      
3、算术平均滤波法
        A、方法：
        连续选取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，但灵敏度低
        N值较小时：信号平滑度较低，但是灵敏度高
        N值得选取：一般流量，N=12，压力：N= 4
        B、优点
        适用对一般具有随机干扰的信号进行滤波
        这样信号的特点是有一个平均值，数据在某一数据范围附近上下波动
        C、缺点
        对于测量速度较慢或要求数据计算较快的实时控制不适用
        比较浪费RAM
      
        #define N 12
      
        char filter()
        {
                int sum = 0;
                for(count = 0;count < N;count++)
                {
                        sum += get_ad();
                        delay();
                }
                return (char)(sum/N)
        }
      
4、递推平均滤波法（又称为滑动平均滤波法）
        A、方法：
        把连续取N个采样值看成一个队列
        队列的长度固定为N
        每次采样到一个新的数据放入队尾，并扔掉原来队首的一次数据（先进先出原则）
        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
        N值的选取：流量，N=12；压力：N = 4；液面;N =4-12;温度：N = 1-4;
        B、优点
        对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高
        适用于高频振荡的系统
        C、缺点
        灵敏度低
        对偶然出现的脉冲性干扰抑制作用较差
        不宜消除由于脉冲值干扰引起的采样值偏差
        不适用与脉冲干扰比较严重的场合
        比较浪费RAM
      
        #define  N 12
      
        char value_buf[N];
        char i = 0;
      
        char filter()
        {
                char count;
                int sum = 0;
                value_buf[i++] = get_ad();
                if(i == N)
                        i = 0;
                for(count = 0;count < N;count++)
                        sum = value_buf[count];
                return (char)(sum/N);
        }
      
5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）
        A、方法：
        相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”
        连续采样N个数据，去掉一个最大的和一个最小的
        然后计算N-2 个数据的算术平均值
        N的值选取3-14
        B、优点
        融合了两种滤波的优点
        对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除脉冲干扰所引起的采样值偏差
        C、缺点
        测量数度慢，和算术平均滤波一样
        浪费RAM
      
        #define N 12
      
        char filter()
        {
                char count,i,j;
                char value_buf[N];
                int sum = 0;
                for(count = 0;count < N;count++)
                {
                value_buf = get_ad();
                delay();
                }
                for(j=0;j<N-1;j++)
                {
                        for(i=0;i<N;i++)
                        {
                                if(value_buf > value_buf[i+1])
                                {
                                        temp = value_buf;
                                        value_buf = value_buf[i+1];
                                        value_buf[i+1] = temp;
                                }
                        }
                }
                for(count = 1;count < N-1;count++)
                {
                        sum += value_buf[count];
                }
                return (char)(sum/(N-2));
        }
      
6、限幅平均滤波法
        A、方法：
        相当于“限幅滤波法”+”递推平均滤波法“
        每次采样到的新数据先进行限幅处理
        再送入队列进行递推平均滤波处理
        B、优点
        融合了两种滤波法的优点
        对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除脉冲干扰所引起的采样值偏差
        C、缺点
        浪费RAM
      
7、一阶滞后滤波法
        A、方法：
        取a = 0-1
        本次滤波结果=（1-a）*本次采样值 + a*上次滤波结果
        B、优点
        对周期性干扰具有良好的一直作用
        适用于波动频率较高的场合
        C、缺点
        相位滞后，灵敏度低
        滞后程度取决于a值的大小
        不能消除滤波频率高于采样频率的1/2 的干扰信号
      
        #define a 50
        char value;
      
        char filter()
        {
                char new_value;
                new_value = get_ad();
                return (100-a)*value + a*new_value;
        }

8、加权递推平均滤波法     
        A、方法：
        是对递推平均滤波法的改进，即不同时刻的数据加以不同的权         
        通常是，越接近现时刻的数据，权取得越大。
        给予新采样值的权系数越大，则灵敏度越高，但信号平滑度越低     
        B、优点：
        适用于有较大纯滞后时间常数的对象         
        和采样周期较短的系统     
        C、缺点：
        对于纯滞后时间常数较小，采样周期较长，变化缓慢的信号         
        不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度，滤波效果差
      
        #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<N;count++)
                {
                        value_buf[count] = get_ad();
                        delay();
                }
                for (count=0,count<N;count++)
                        sum += value_buf[count]*coe[count];
                return (char)(sum/sum_coe);
        }

9、消抖滤波法     
        A、方法：
        设置一个滤波计数器
        将每次采样值与当前有效值比较：
        如果采样值＝当前有效值，则计数器清零
        如果采样值<>当前有效值，则计数器+1，并判断计数器是否>=上限N(溢出)            
        如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器     
        B、优点：
        对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果,
        可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动     
        C、缺点：
        对于快速变化的参数不宜
        如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值,则会将干扰值当作有效值导入系统
      
        #define N 12
        char filter()
        {
                char count=0;
                char new_value;
                new_value = get_ad();
                while (value !=new_value);
                {
                        count++;
                        if (count>=N) return new_value;
                        delay();
                        new_value = get_ad();
                }
                return value;
        }
      
10、限幅消抖滤波法     
        A、方法：
        相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”         
        先限幅,后消抖     
        B、优点：
        继承了“限幅”和“消抖”的优点
        改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统     
        C、缺点：
        对于快速变化的参数不宜
IT汪拿走不谢

gt3223

路过  看看   。。。。谢谢分享