ADC數(shù)據(jù)的軟件濾波方法及其示例程序

1、1、限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法） a、方法：根據(jù)經(jīng)驗判斷，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 示例：/*a值可根據(jù)實際情況調(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際值 */#define a 10char value;char filter()char new_value;new_value = get_ad();if ( ( new_value - value a ) | (

2、 value - new_value a ) ) return value;else return new_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)不宜示例：/*n值可根據(jù)實際情況調(diào)整排序采用冒泡法*/#define n 11char filter()char value_bufn;char count,i,j,temp;for ( count=0;count value_bufcount = get_

3、ad();delay();for (j=0;j for (i=0;i if ( value_bufivalue_bufi+1 )temp = value_bufi;value_bufi = value_bufi+1; value_bufi+1 = temp;return value_buf(n-1)/2; 3、算術(shù)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?。阂话懔髁?，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

4、c、缺點(diǎn)：對于測量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計算速度較快的實時控制不適用比較浪費(fèi)ram示例：#define n 12char filter()int sum = 0;char count;for ( count=0;count sum+=get_ad();delay();return (char)(sum/n);4、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列隊列的長度固定為n每次采樣到一個新數(shù)據(jù)放入隊尾,并扔掉原來隊首的一次數(shù)據(jù).(先進(jìn)先出原則)把隊列中的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?。毫髁浚琻=12；壓力：n=4；液面，n=412；溫度，n

5、=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：#define n 12 char value_bufn;char i=0;char filter()char count;int sum=0;value_bufi+=get_ad();if (i = n) i=0;for ( count=0;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

6、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：#define n 12char filter()char count,i,j,temp;char value_bufn;int sum=0;for (count=0;count value_bufcount = get_ad();delay();for (j=0;j for (i=0;i

7、 if ( value_bufivalue_bufi+1 )temp = value_bufi;value_bufi = value_bufi+1; value_bufi+1 = temp;for(count=1;count sum += value_bufcount;return (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略 參考子程序1、37、一階滯后

8、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：/*為加快程序處理速度假定基數(shù)為100，a=0100 */#define a 50char value;char filter()char new_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

9、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：/*coe數(shù)組為加權(quán)系數(shù)表，存在程序存儲區(qū)。*/#define n 12char coen = 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12;char sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;char filter()char count;char value_bufn;in

10、t sum=0;for (count=0;count value_bufcount = get_ad();delay();for (count=0;count sum += value_bufcount*coecount;return (char)(sum/sum_coe);9、消抖濾波法a、方法：設(shè)置一個濾波計數(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，則計數(shù)器清零如果采樣值當(dāng)前有效值，則計數(shù)器+1，并判斷計數(shù)器是否=上限n(溢出)如果計數(shù)器溢出,則將本次值替換當(dāng)前有效值,并清計數(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：char value;#define n 12char filter()char count=0;char new_value;new_value = get_ad();while (value !=new_value);count+;if (count=n) ret