10种AD采样的软件滤波方法
1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)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,用上次值代替本次值
B、优点:
能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰
C、缺点
无法抑制那种周期性的干扰
平滑度差
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
3、算术平均滤波法
A、方法:
连续取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,但灵敏度较低
N值较小时:信号平滑度较低,但灵敏度较高
N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=4
B、优点:
适用于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,信号在某一数值范围附近上下波动
C、缺点:
对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用
比较浪费RAM
4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)
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的抑制作用较差
不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
不适用于脉冲干扰比较严重的场合
比较浪费RAM
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,去掉一个最大值和一个最小值
然后计算N-2个数据的算术平均值
N值的选取:3~14
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,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
C、缺点:
测量速度较慢,和算术平均滤波法一样
比较浪费RAM
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,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
C、缺点:
比较浪费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抑制作用
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值大小
不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号
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
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
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 好。 3、算术平均滤波法
A、方法:
连续取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,但灵敏度较低
N值较小时:信号平滑度较低,但灵敏度较高
N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=4
还不如除 8 除 16效率要高些 good!好东西,谢谢楼主 谢谢 阿莫来裤子 古墓派帖子…… 记号 好东西!!!! 学习了 来一个中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)
(ICCAVR6.31)
/* 采样通道选择并采样函数(中位值平均滤波) */
void ADC_SET(unsigned int Z)
{ char count,i,j;
int value_buf,temp;
signed int sum=0;
ADMUX=0xc0|Z;
ADCSRA=0xc6; //64分频
for(count=0;count<40;count++)
{
ADCSRA|=(1<<ADSC);
delay_us(100);
value_buf=ADC;
delay_us(100);
}
for(i=0;i<(40-1);i++) //数据排序,低在前,高在后。
{ for(j=0;j<(40-i-1);j++)
{if(value_buf>value_buf)
{temp=value_buf;
value_buf=value_buf;
value_buf=temp;
}
}
}
for(count=4;count<(40-4);count++) //扔掉前后各四个
{sum+=value_buf;
}
ADC_DATE=sum/(40-8); //剩下的32个计算平均值
} 学习中............. 学习 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
每种方法都有其特定的应用场合,有时多种方法混合使用会有更好的效果,这种我在实际应用中的体会,虽然书本个给出像上述所说的多种方法,但要体会应用场合,免得适得其反的效果! 好东西呀 有卡尔曼滤波算法么? 再给锦上添花一朵:
比如做一个电阻AD转换的键盘,要避免误判
比如采样值是8位的。N属于0~255。其中在0~255之间划分了一些段落代表采样得到不同的值,比如0~30是个段落人r1,31~80是个段落r2……
按键引起中断,开始采样s次。做一个数据分敛池,计数s次采样的值分别在范围r1、 r2……中的数值。
最后判断那一个段落所累计的数值大于了(1+s/2)次,则本次连续采样可准确判断是哪个按键引起的。(把硬件滤波电路要相应的调整好) 学习! 学习 俺一般喜欢用去极值平均滤波法,就跟体操跳水比赛那种评分方式一样! 正需要 有用,收藏了 mark 好东西 好东东,先记下,一会再看 这个10种软件滤波法在匠人的《匠人手记》里有讲解,前几天在书上看到的! 不错 M你一ark thanks!!mark 有用,收藏了 mark一个,看帖回帖是美德~ 谢谢! 强悍!!! 记号 好实用,帮顶 谢谢分享 记个号 匠人注:<10种软件滤波方法>一文由匠人原创,并曾经发表在21ICBSS的[侃单片机]栏目,后被多方转载,但大多数没有注明原作者,郁闷啊~~~~~~~~,以下这程序是他人根据匠人文中汇总的方法用C语言实现的程序范例:
10种软件滤波方法的示例程序
OurWay 发表于 2005-9-2 22:24:00
10种软件滤波方法的示例程序(JKRL)
假定从8位AD中读取数据(如果是更高位的AD可定义数据类型为int),子程序为get_ad();
1、限副滤波
/*A值可根据实际情况调整
value为有效值,new_value为当前采样值
滤波程序返回有效的实际值*/
#define A 10
char value;
char filter()
{
charnew_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
/*N值可根据实际情况调整
排序采用冒泡法*/
#define N11
char filter()
{
char value_buf;
char count,i,j,temp;
for ( count=0;count<N;count++)
{
value_buf = get_ad();
delay();
}
for (j=0;j<N-1;j++)
{
for (i=0;i<N-j;i++)
{
if ( value_buf>value_buf )
{
temp = value_buf;
value_buf = value_buf;
value_buf = temp;
}
}
}
return value_buf[(N-1)/2];
}
3、算术平均滤波法
#define N 12
char filter()
{
intsum = 0;
for ( count=0;count<N;count++)
{
sum + = get_ad();
delay();
}
return (char)(sum/N);
}
4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)
#define N 12
char value_buf;
char i=0;
char filter()
{
char count;
intsum=0;
value_buf = get_ad();
if ( i == N ) i = 0;
for ( count=0;count<N,count++)
sum = value_buf;
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)
#define N 12
char filter()
{
char count,i,j;
char value_buf;
intsum=0;
for(count=0;count<N;count++)
{
value_buf = get_ad();
delay();
}
for (j=0;j<N-1;j++)
{
for (i=0;i<N-j;i++)
{
if ( value_buf>value_buf )
{
temp = value_buf;
value_buf = value_buf;
value_buf = temp;
}
}
}
for(count=1;count<N-1;count++)
sum += value;
return (char)(sum/(N-2));
}
6、限幅平均滤波法
/*
*/
略 参考子程序1、3
7、一阶滞后滤波法
/* 为加快程序处理速度假定基数为100,a=0~100 */
#define a 50
char value;
char filter()
{
charnew_value;
new_value = get_ad();
return (100-a)*value + a*new_value;
}
8、加权递推平均滤波法
/* coe数组为加权系数表,存在程序存储区。*/
#define N 12
char code coe = {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;
intsum=0;
for (count=0,count<N;count++)
{
value_buf = get_ad();
delay();
}
for (count=0,count<N;count++)
sum += value_buf*coe;
return (char)(sum/sum_coe);
}
9、消抖滤波法
#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、限幅消抖滤波法
/*
*/
略 参考子程序1、9 这里第四种好像有点问题,应该第一次至少采样N个后再开始滑动啊~./emotion/em008.gif mark学习学习 mark{:lol:}{:curse:}{:curse:} 记个号~~~ 标记一下, 留着用
经典,必须顶 嘻嘻,其实再把代码简单贴一下更好 好东西 马克 mark,AD采样值滤波算法 最近用到了,特此借鉴学习一下,多谢LZ
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