10種ADC軟體濾波方法及程式
轉自:億芯工程師部落格
10種AD取樣的軟體濾波方法
10種AD取樣的軟體濾波方法
1、限幅濾波法(又稱程式判斷濾波法)
A、方法:
根據經驗判斷,確定兩次取樣允許的最大偏差值(設為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、優點:
能有效克服因偶然因素引起的脈衝干擾
C、缺點
無法抑制那種週期性的干擾
平滑度差
2、中位值濾波法
A、方法:
連續取樣N次(N取奇數)
把N次取樣值按大小排列
取中間值為本次有效值
B、優點:
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引數有良好的濾波效果
C、缺點:
對流量、速度等快速變化的引數不宜
3、算術平均濾波法
A、方法:
連續取N個取樣值進行算術平均運算
N值較大時:訊號平滑度較高,但靈敏度較低
N值較小時:訊號平滑度較低,但靈敏度較高
N值的選取:一般流量,N=12;壓力:N=4
B、優點:
適用於對一般具有隨機干擾的訊號進行濾波
這樣訊號的特點是有一個平均值,訊號在某一數值範圍附近上下波動
C、缺點:
對於測量速度較慢或要求資料計算速度較快的實時控制不適用
比較浪費RAM
4、遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)
A、方法:
把連續取N個取樣值看成一個佇列
佇列的長度固定為N
每次取樣到一個新資料放入隊尾,並扔掉原來隊首的一次資料.(先進先出原則)
把佇列中的N個數據進行算術平均運算,就可獲得新的濾波結果
N值的選取:流量,N=12;壓力:N=4;液麵,N=4~12;溫度,N=1~4
B、優點:
對週期性干擾有良好的抑制作用,平滑度高
適用於高頻振盪的系統
C、缺點:
靈敏度低
對偶然出現的脈衝性干擾的抑制作用較差
不易消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差
不適用於脈衝干擾比較嚴重的場合
比較浪費RAM
5、中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)
A、方法:
相當於“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”
連續取樣N個數據,去掉一個最大值和一個最小值
然後計算N-2個數據的算術平均值
N值的選取:3~14
B、優點:
融合了兩種濾波法的優點
對於偶然出現的脈衝性干擾,可消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差
C、缺點:
測量速度較慢,和算術平均濾波法一樣
比較浪費RAM
6、限幅平均濾波法
A、方法:
相當於“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”
每次取樣到的新資料先進行限幅處理,
再送入佇列進行遞推平均濾波處理
B、優點:
融合了兩種濾波法的優點 _
對於偶然出現的脈衝性干擾,可消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差
C、缺點:
比較浪費RAM
7、一階滯後濾波法
A、方法:
取a=0~1
本次濾波結果=(1-a)*本次取樣值+a*上次濾波結果
B、優點:
對週期性干擾具有良好的抑制作用
適用於波動頻率較高的場合
C、缺點:
相位滯後,靈敏度低
滯後程度取決於a值大小
不能消除濾波頻率高於取樣頻率的1/2的干擾訊號
8、加權遞推平均濾波法
A、方法:
是對遞推平均濾波法的改進,即不同時刻的資料加以不同的權
通常是,越接近現時刻的資料,權取得越大。
給予新取樣值的權係數越大,則靈敏度越高,但訊號平滑度越低
B、優點:
適用於有較大純滯後時間常數的物件
和取樣週期較短的系統
C、缺點:
對於純滯後時間常數較小,取樣週期較長,變化緩慢的訊號
不能迅速反應系統當前所受干擾的嚴重程度,濾波效果差
9、消抖濾波法
A、方法:
設定一個濾波計數器
將每次取樣值與當前有效值比較:
如果取樣值=當前有效值,則計數器清零
如果取樣值<>當前有效值,則計數器+1,並判斷計數器是否>=上限N(溢位)
如果計數器溢位,則將本次值替換當前有效值,並清計數器
B、優點:
對於變化緩慢的被測引數有較好的濾波效果,
可避免在臨界值附近控制器的反覆開/關跳動或顯示器上數值抖動
C、缺點:
對於快速變化的引數不宜
如果在計數器溢位的那一次取樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值匯入系統
10、限幅消抖濾波法
A、方法:
相當於“限幅濾波法”+“消抖濾波法”
先限幅,後消抖
B、優點:
繼承了“限幅”和“消抖”的優點
改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將干擾值匯入系統
C、缺點:
對於快速變化的引數不宜
10種軟體濾波方法的示例程式
-
假定從8位AD中讀取資料(如果是更高位的AD可定義資料型別為int),子程式為get_ad();
-
1、限副濾波
-
/* A值可根據實際情況調整
-
value為有效值,new_value為當前取樣值
-
濾波程式返回有效的實際值 */
-
#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、中位值濾波法
-
/* N值可根據實際情況調整
-
排序採用冒泡法*/
-
#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-j;i++)
-
{
-
if ( value_buf>value_buf[i+1] )
-
{
-
temp = value_buf;
-
value_buf = value_buf[i+1];
-
value_buf[i+1] = temp;
-
}
-
}
-
}
-
return value_buf[(N-1)/2];
-
}
-
3、算術平均濾波法
-
/*
-
*/
-
#define N 12
-
char filter()
-
{
-
int sum = 0;
-
for ( count=0;count<N;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)
-
/*
-
*/
-
#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、中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)
-
/*
-
*/
-
#define N 12
-
char filter()
-
{
-
char count,i,j;
-
char value_buf[N];
-
int sum=0;
-
for (count=0;count<N;count++)
-
{
-
value_buf[count] = get_ad();
-
delay();
-
}
-
for (j=0;j<N-1;j++)
-
{
-
for (i=0;i<N-j;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[count];
-
return (char)(sum/(N-2));
-
}
-
6、限幅平均濾波法
-
/*
-
*/
-
略 參考子程式1、3
-
7、一階滯後濾波法
-
/* 為加快程式處理速度假定基數為100,a=0~100 */
-
#define a 50
-
char value;
-
char filter()
-
{
-
char new_value;
-
new_value = get_ad();
-
return (100-a)*value + a*new_value;
-
}
-
8、加權遞推平均濾波法
-
/* coe陣列為加權係數表,存在程式儲存區。*/
-
#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、消抖濾波法
-
#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、限幅消抖濾波法
-
/*
-
*/
-
略 參考子程式1、9
-
11、IIR濾波例子
-
int BandpassFilter4(int InputAD4)
-
{
-
int ReturnValue;
-
int ii;
-
RESLO=0;
-
RESHI=0;
-
MACS=*PdelIn;
-
OP2=1068; //FilterCoeff4[4];
-
MACS=*(PdelIn+1);
-
OP2=8; //FilterCoeff4[3];
-
MACS=*(PdelIn+2);
-
OP2=-2001;//FilterCoeff4[2];
-
MACS=*(PdelIn+3);
-
OP2=8; //FilterCoeff4[1];
-
MACS=InputAD4;
-
OP2=1068; //FilterCoeff4[0];
-
MACS=*PdelOu;
-
OP2=-7190;//FilterCoeff4[8];
-
MACS=*(PdelOu+1);
-
OP2=-1973; //FilterCoeff4[7];
-
MACS=*(PdelOu+2);
-
OP2=-19578;//FilterCoeff4[6];
-
MACS=*(PdelOu+3);
-
OP2=-3047; //FilterCoeff4[5];
-
*p=RESLO;
-
*(p+1)=RESHI;
-
mytestmul<<=2;
-
ReturnValue=*(p+1);
-
for (ii=0;ii<3;ii++)
-
{
-
DelayInput[ii]=DelayInput[ii+1];
-
DelayOutput[ii]=DelayOutput[ii+1];
-
}
-
DelayInput[3]=InputAD4;
-
DelayOutput[3]=ReturnValue;
-
// if (ReturnValue<0)
-
// {
-
// ReturnValue=-ReturnValue;
-
// }
-
return ReturnValue;
===========================================================================
1、限幅濾波法(又稱程式判斷濾波法)
ARDUINO 程式碼複製列印
-
/*
-
A、名稱:限幅濾波法(又稱程式判斷濾波法)
-
B、方法:
-
根據經驗判斷,確定兩次取樣允許的最大偏差值(設為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。
-
C、優點:
-
能有效克服因偶然因素引起的脈衝干擾。
-
D、缺點:
-
無法抑制那種週期性的干擾。
-
平滑度差。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
int Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串列埠通訊
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
Value = 300;
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Value = Filter_Value; // 最近一次有效取樣的值,該變數為全域性變數
-
Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 限幅濾波法(又稱程式判斷濾波法)
-
#define FILTER_A 1
-
int Filter() {
-
int NewValue;
-
NewValue = Get_AD();
-
if(((NewValue - Value) > FILTER_A) || ((Value - NewValue) > FILTER_A))
-
return Value;
-
else
-
return NewValue;
-
}
2、中位值濾波法
ARDUINO 程式碼複製列印
-
/*
-
A、名稱:中位值濾波法
-
B、方法:
-
連續取樣N次(N取奇數),把N次取樣值按大小排列,
-
取中間值為本次有效值。
-
C、優點:
-
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引數有良好的濾波效果。
-
D、缺點:
-
對流量、速度等快速變化的引數不宜。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串列埠通訊
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 中位值濾波法
-
#define FILTER_N 101
-
int Filter() {
-
int filter_buf[FILTER_N];
-
int i, j;
-
int filter_temp;
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_buf[i] = Get_AD();
-
delay(1);
-
}
-
// 取樣值從小到大排列(冒泡法)
-
for(j = 0; j < FILTER_N - 1; j++) {
-
for(i = 0; i < FILTER_N - 1 - j; i++) {
-
if(filter_buf[i] > filter_buf[i + 1]) {
-
filter_temp = filter_buf[i];
-
filter_buf[i] = filter_buf[i + 1];
-
filter_buf[i + 1] = filter_temp;
-
}
-
}
-
}
-
return filter_buf[(FILTER_N - 1) / 2];
-
}
3、算術平均濾波法
ARDUINO 程式碼複製列印
-
/*
-
A、名稱:算術平均濾波法
-
B、方法:
-
連續取N個取樣值進行算術平均運算:
-
N值較大時:訊號平滑度較高,但靈敏度較低;
-
N值較小時:訊號平滑度較低,但靈敏度較高;
-
N值的選取:一般流量,N=12;壓力:N=4。
-
C、優點:
-
適用於對一般具有隨機干擾的訊號進行濾波;
-
這種訊號的特點是有一個平均值,訊號在某一數值範圍附近上下波動。
-
D、缺點:
-
對於測量速度較慢或要求資料計算速度較快的實時控制不適用;
-
比較浪費RAM。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串列埠通訊
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 算術平均濾波法
-
#define FILTER_N 12
-
int Filter() {
-
int i;
-
int filter_sum = 0;
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_sum += Get_AD();
-
delay(1);
-
}
-
return (int)(filter_sum / FILTER_N);
-
}
4、遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)
ARDUINO 程式碼複製列印
-
/*
-
A、名稱:遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)
-
B、方法:
-
把連續取得的N個取樣值看成一個佇列,佇列的長度固定為N,
-
每次取樣到一個新資料放入隊尾,並扔掉原來隊首的一次資料(先進先出原則),
-
把佇列中的N個數據進行算術平均運算,獲得新的濾波結果。
-
N值的選取:流量,N=12;壓力,N=4;液麵,N=4-12;溫度,N=1-4。
-
C、優點:
-
對週期性干擾有良好的抑制作用,平滑度高;
-
適用於高頻振盪的系統。
-
D、缺點:
-
靈敏度低,對偶然出現的脈衝性干擾的抑制作用較差;
-
不易消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差;
-
不適用於脈衝干擾比較嚴重的場合;
-
比較浪費RAM。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串列埠通訊
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)
-
#define FILTER_N 12
-
int filter_buf[FILTER_N + 1];
-
int Filter() {
-
int i;
-
int filter_sum = 0;
-
filter_buf[FILTER_N] = Get_AD();
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_buf[i] = filter_buf[i + 1]; // 所有資料左移,低位仍掉
-
filter_sum += filter_buf[i];
-
}
-
return (int)(filter_sum / FILTER_N);
-
}
5、中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)
ARDUINO 程式碼複製列印
-
/*
-
A、名稱:中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)
-
B、方法:
-
採一組佇列去掉最大值和最小值後取平均值,
-
相當於“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”。
-
連續取樣N個數據,去掉一個最大值和一個最小值,
-
然後計算N-2個數據的算術平均值。
-
N值的選取:3-14。
-
C、優點:
-
融合了“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”兩種濾波法的優點。
-
對於偶然出現的脈衝性干擾,可消除由其所引起的取樣值偏差。
-
對週期干擾有良好的抑制作用。
-
平滑度高,適於高頻振盪的系統。
-
D、缺點:
-
計算速度較慢,和算術平均濾波法一樣。
-
比較浪費RAM。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串列埠通訊
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)(演算法1)
-
#define FILTER_N 100
-
int Filter() {
-
int i, j;
-
int filter_temp, filter_sum = 0;
-
int filter_buf[FILTER_N];
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_buf[i] = Get_AD();
-
delay(1);
-
}
-
// 取樣值從小到大排列(冒泡法)
-
for(j = 0; j < FILTER_N - 1; j++) {
-
for(i = 0; i < FILTER_N - 1 - j; i++) {
-
if(filter_buf[i] > filter_buf[i + 1]) {
-
filter_temp = filter_buf[i];
-
filter_buf[i] = filter_buf[i + 1];
-
filter_buf[i + 1] = filter_temp;
-
}
-
}
-
}
-
// 去除最大最小極值後求平均
-
for(i = 1; i < FILTER_N - 1; i++) filter_sum += filter_buf[i];
-
return filter_sum / (FILTER_N - 2);
-
}
-
-
-
// 中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)(演算法2)
-
/*
-
#define FILTER_N 100
-
int Filter() {
-
int i;
-
int filter_sum = 0;
-
int filter_max, filter_min;
-
int filter_buf[FILTER_N];
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_buf[i] = Get_AD();
-
delay(1);
-
}
-
filter_max = filter_buf[0];
-
filter_min = filter_buf[0];
-
filter_sum = filter_buf[0];
-
for(i = FILTER_N - 1; i > 0; i--) {
-
if(filter_buf[i] > filter_max)
-
filter_max=filter_buf[i];
-
else if(filter_buf[i] < filter_min)
-
filter_min=filter_buf[i];
-
filter_sum = filter_sum + filter_buf[i];
-
filter_buf[i] = filter_buf[i - 1];
-
}
-
i = FILTER_N - 2;
-
filter_sum = filter_sum - filter_max - filter_min + i / 2; // +i/2 的目的是為了四捨五入
-
filter_sum = filter_sum / i;
-
return filter_sum;
-
}*/
6、限幅平均濾波法
ARDUINO 程式碼複製列印
-
/*
-
A、名稱:限幅平均濾波法
-
B、方法:
-
相當於“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”;
-
每次取樣到的新資料先進行限幅處理,
-
再送入佇列進行遞推平均濾波處理。
-
C、優點:
-
融合了兩種濾波法的優點;
-
對於偶然出現的脈衝性干擾,可消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差。
-
D、缺點:
-
比較浪費RAM。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
#define FILTER_N 12
-
int Filter_Value;
-
int filter_buf[FILTER_N];
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串列埠通訊
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
filter_buf[FILTER_N - 2] = 300;
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 限幅平均濾波法
-
#define FILTER_A 1
-
int Filter() {
-
int i;
-
int filter_sum = 0;
-
filter_buf[FILTER_N - 1] = Get_AD();
-
if(((filter_buf[FILTER_N - 1] - filter_buf[FILTER_N - 2]) > FILTER_A) || ((filter_buf[FILTER_N - 2] - filter_buf[FILTER_N - 1]) > FILTER_A))
-
filter_buf[FILTER_N - 1] = filter_buf[FILTER_N - 2];
-
for(i = 0; i < FILTER_N - 1; i++) {
-
filter_buf[i] = filter_buf[i + 1];
-
filter_sum += filter_buf[i];
-
}
-
return (int)filter_sum / (FILTER_N - 1);
-
}
7、一階滯後濾波法
ARDUINO 程式碼複製列印
-
/*
-
A、名稱:一階滯後濾波法
-
B、方法:
-
取a=0-1,本次濾波結果=(1-a)*本次取樣值+a*上次濾波結果。
-
C、優點:
-
對週期性干擾具有良好的抑制作用;
-
適用於波動頻率較高的場合。
-
D、缺點:
-
相位滯後,靈敏度低;
-
滯後程度取決於a值大小;
-
不能消除濾波頻率高於取樣頻率1/2的干擾訊號。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
int Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串列埠通訊
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
Value = 300;
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 一階滯後濾波法
-
#define FILTER_A 0.01
-
int Filter() {
-
int NewValue;
-
NewValue = Get_AD();
-
Value = (int)((float)NewValue * FILTER_A + (1.0 - FILTER_A) * (float)Value);
-
return Value;
-
}
8、加權遞推平均濾波法
ARDUINO 程式碼複製列印
-
/*
-
A、名稱:加權遞推平均濾波法
-
B、方法:
-
是對遞推平均濾波法的改進,即不同時刻的資料加以不同的權;
-
通常是,越接近現時刻的資料,權取得越大。
-
給予新取樣值的權係數越大,則靈敏度越高,但訊號平滑度越低。
-
C、優點:
-
適用於有較大純滯後時間常數的物件,和取樣週期較短的系統。
-
D、缺點:
-
對於純滯後時間常數較小、取樣週期較長、變化緩慢的訊號;
-
不能迅速反應系統當前所受干擾的嚴重程度,濾波效果差。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串列埠通訊
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 加權遞推平均濾波法
-
#define FILTER_N 12
-
int coe[FILTER_N] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}; // 加權係數表
-
int sum_coe = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12; // 加權係數和
-
int filter_buf[FILTER_N + 1];
-
int Filter() {
-
int i;
-
int filter_sum = 0;
-
filter_buf[FILTER_N] = Get_AD();
-
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
-
filter_buf[i] = filter_buf[i + 1]; // 所有資料左移,低位仍掉
-
filter_sum += filter_buf[i] * coe[i];
-
}
-
filter_sum /= sum_coe;
-
return filter_sum;
-
}
9、消抖濾波法
ARDUINO 程式碼複製列印
-
/*
-
A、名稱:消抖濾波法
-
B、方法:
-
設定一個濾波計數器,將每次取樣值與當前有效值比較:
-
如果取樣值=當前有效值,則計數器清零;
-
如果取樣值<>當前有效值,則計數器+1,並判斷計數器是否>=上限N(溢位);
-
如果計數器溢位,則將本次值替換當前有效值,並清計數器。
-
C、優點:
-
對於變化緩慢的被測引數有較好的濾波效果;
-
可避免在臨界值附近控制器的反覆開/關跳動或顯示器上數值抖動。
-
D、缺點:
-
對於快速變化的引數不宜;
-
如果在計數器溢位的那一次取樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值匯入系統。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
int Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串列埠通訊
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
Value = 300;
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 消抖濾波法
-
#define FILTER_N 12
-
int i = 0;
-
int Filter() {
-
int new_value;
-
new_value = Get_AD();
-
if(Value != new_value) {
-
i++;
-
if(i > FILTER_N) {
-
i = 0;
-
Value = new_value;
-
}
-
}
-
else
-
i = 0;
-
return Value;
-
}
10、限幅消抖濾波法
ARDUINO 程式碼複製列印
-
/*
-
A、名稱:限幅消抖濾波法
-
B、方法:
-
相當於“限幅濾波法”+“消抖濾波法”;
-
先限幅,後消抖。
-
C、優點:
-
繼承了“限幅”和“消抖”的優點;
-
改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將干擾值匯入系統。
-
D、缺點:
-
對於快速變化的引數不宜。
-
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
-
*/
-
-
int Filter_Value;
-
int Value;
-
-
void setup() {
-
Serial.begin(9600); // 初始化串列埠通訊
-
randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子
-
Value = 300;
-
}
-
-
void loop() {
-
Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值
-
Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出
-
delay(50);
-
}
-
-
// 用於隨機產生一個300左右的當前值
-
int Get_AD() {
-
return random(295, 305);
-
}
-
-
// 限幅消抖濾波法
-
#define FILTER_A 1
-
#define FILTER_N 5
-
int i = 0;
-
int Filter() {
-
int NewValue;
-
int new_value;
-
NewValue = Get_AD();
-
if(((NewValue - Value) > FILTER_A) || ((Value - NewValue) > FILTER_A))
-
new_value = Value;
-
else
-
new_value = NewValue;
-
if(Value != new_value) {
-
i++;
-
if(i > FILTER_N) {
-
i = 0;
-
Value = new_value;
-
}
-
else
-
i = 0;
-
return Value;
-
}