單片機ADC，十大C語言濾波算法

一、限幅濾波法
1、方法：

根據(jù)經(jīng)驗判斷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：

a. 如果本次值與上次值之差<=A，則本次值有效

b. 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

2、優(yōu)點：

能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾

3、缺點

無法抑制那種周期性的干擾

平滑度差

/*A值根據(jù)實際調(diào)，Value有效值，new_Value當(dāng)前采樣值，程序返回有效的實際值*/
#defineA10charValue;
charfilter()
{
charnew_Value;
new_Value=get_ad();//獲取采樣值
if(abs(new_Value-Value)>A)
returnValue;//abs()取絕對值函數(shù)
returnnew_Value;
}

二、中位值濾波法

1、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

2、優(yōu)點：

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

3、缺點：

對流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜

#defineN11charfilter()
{
charvalue_buf[N];
charcount,i,j,temp;
for(count=0;countvalue_buf[i+1])
{
temp=value_buf[i];
value_buf[i]=value_buf[i+1];
value_buf[i+1]=temp;
}
}
}
returnvalue_buf[(N-1)/2];
}

三、算術(shù)平均濾波法

1、方法：

連續(xù)取N個采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運算

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=4

2、優(yōu)點：

適用于對一般具有隨機干擾的信號進(jìn)行濾波

這樣信號的特點是有一個平均值，信號在某一數(shù)值范圍附近上下波動

3、缺點：

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RAM

#defineN12
charfilter()
{
intsum=0;
for(count=0;count

	

	四、遞推平均濾波法

	1、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)平均運算，就可獲得新的濾波結(jié)果

	N值的選?。毫髁?，N=12；壓力：N=4；液面，N=4 ~ 12；溫度，N=1 ~ 4

	2、優(yōu)點：

	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)

	3、缺點：

	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RAM

	
/*A值根據(jù)實際調(diào)，Value有效值，new_Value當(dāng)前采樣值，程序返回有效的實際值*/
#defineA10
charValue;
charfilter()
{
charnew_Value;
new_Value=get_ad();//獲取采樣值
if(abs(new_Value-Value)>A)
returnValue;//abs()取絕對值函數(shù)
returnnew_Value;
}

	

	五、中位值平均濾波法

	1、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?。?~14

	2、優(yōu)點：

	融合了兩種濾波法的優(yōu)點

	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

	3、缺點：

	測量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣

	比較浪費RAM

	
charfilter()
{
charcount,i,j;
charValue_buf[N];
intsum=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、限幅平均濾波法

	1、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

	2、優(yōu)點：

	融合了兩種濾波法的優(yōu)點

	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

	3、缺點：

	比較浪費RAM

	
#defineA10
#defineN12
charvalue,i=0;
charvalue_buf[N];
charfilter()
{
charnew_value,sum=0;
new_value=get_ad();
if(Abs(new_value-value)

	

	七、一階滯后濾波法

	1、方法：

	取a=0~1

	本次濾波結(jié)果=（1-a）本次采樣值+a上次濾波結(jié)果

	2、優(yōu)點：

	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

	3、缺點：

	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

	
/*為加快程序處理速度，取a=0~100*/
#definea30
charvalue;
charfilter()
{
charnew_value;
new_value=get_ad();
return((100-a)*value+a*new_value);
}

	

	八、加權(quán)遞推平均濾波法

	1、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

	2、優(yōu)點：

	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)

	3、缺點：

	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)交易系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾的嚴(yán)重程度，濾波效果差

	
/*coe數(shù)組為加權(quán)系數(shù)表*/
#defineN12
charcodecoe[N]={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_buf[N];
intsum=0;
for(count=0;count

	

	九、消抖濾波法

	1、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>或<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

	2、優(yōu)點：

	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

	3、缺點：

	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)入交易系統(tǒng)

	
#defineN12charfilter()
{
charcount=0,new_value;
new_value=get_ad();
while(value!=new_value)
{
count++;
if(count>=N)
returnnew_value;
new_value=get_ad();
}
returnvalue;
}

	

	十、限幅消抖濾波法

	1、方法：

	相當(dāng)于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”

	先限幅，后消抖

	2、優(yōu)點：

	繼承了“限幅”和“消抖”的優(yōu)點

	改進(jìn)了“消抖濾波法”中的某些缺陷，避免將干擾值導(dǎo)入系統(tǒng)

	3、缺點：

	對于快速變化的參數(shù)不宜

	
#defineA10
#defineN12
charvalue;
charfilter(){
charnew_value,count=0;
new_value=get_ad();
while(value!=new_value)
{
if(Abs(value-new_value)=N)
returnnew_value;
new_value=get_ad();
}
returnvalue;
}
}

	

	來源：STM32嵌入式開發(fā)

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	審核編輯 黃宇