单片机常用的ADC数据滤波算法
**
单片机常用的ADC数据滤波算法
**
一、限幅滤波
1、方法：
根据经验判断两次采样允许的最大偏差值K，
每次采集新值时判断：若本次值与上次值之差<=E，则本次有效；若本次值与上次值之差>E，本次无效，用上次值代替本次。
2、优缺点：
克服脉冲干扰，无法抑制周期性干扰，平滑度差。
3、代码
/* K值根据实际调，Value有效值，new_Value当前采样值，程序返回有效的实际值 */
#define E 10
char Value;
char filter()
{
char new_Value;
new_Value = get_ad(); //获取采样值
if( abs(new_Value - Value) > E) //abs()取绝对值函数
return Value;
return new_Value;
}
二、中位值滤波
1、方法：
连续采样N次，按大小排列，取中间值为本次有效值
2、优缺点：
克服波动干扰，对温度等变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果，对速度等快速变化的参数不宜。
3、代码
#define N 11
char filter()
{
char value_buf[N];
char count,i,j,temp;
for(count = 0;count < N;count++){ //获取采样值
value_buf[count] = get_ad();
delay();
}
for(j = 0;j<(N-1);j++){
for(i = 0;i<(n-j);i++){
if(value_buf[i]>value_buf[i+1]){
temp = value_buf[i];
value_buf[i] = value_buf[i+1];
value_buf[i+1] = temp;
}
}
return value_buf[(N-1)/2];
}
}
三、算数平均滤波
1、方法：
连续采样N次，取平均值
N较大时平滑度高，灵敏度低
N较小时平滑度低，灵敏度高
一般N=12
2、优缺点：
适用于存在随机干扰的系统，占用RAM多，速度慢。
3、代码：
#define N 12
char filter()
{
int sum = 0;
for(count = 0;count<N;count++){
sum += get_ad();
}
return (char)(sum/N);
}
四、递推平均滤波
1、方法：
取N个采样值形成队列，先进先出，取均值
一般N=4~12
2、优缺点：
对周期性干扰抑制性好，平滑度高
适用于高频振动系统
灵敏度低，RAM占用较大，脉冲干扰严重
3、代码
/* A值根据实际调，Value有效值，new_Value当前采样值，程序返回有效的实际值 */
#define A 10
char Value;
char filter()
{
char new_Value;
new_Value = get_ad(); //获取采样值
if( abs(new_Value - Value) > A){ //abs()取绝对值函数
return Value;
}
return new_Value;
}
五、中位值平均滤波
1、方法：
采样N个值，去掉最大最小
计算N-2的平均值
N= 3~14
2、优缺点
融合了中位值，平均值的优点
消除脉冲干扰
计算速度慢，RAM占用大
3、代码：
char filter()
{
char count,i,j;
char Value_buf[N];
int sum=0;
for(count=0;count<N;count++){
Value_buf[count]= get_ad();
}
for(j=0;j<(N-1);j++){
for(i=0;i<(N-j);i++){
if(Value_buf[i]>Value_buf[i+1]){
temp = Value_buf[i];
Value_buf[i]= 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));
}
六、限幅平均滤波
1、方法：
每次采样数据先限幅后送入队列，取平均值
2、优缺点：
融合限幅、均值、队列的优点
消除脉冲干扰，占RAM较多
3、代码：
#define A 10
#define N 12
char value,i=0;
char value_buf[N];
char filter()
{
char new_value,sum=0;
new_value=get_ad();
if(Abs(new_value-value)<A){
value_buf[i++]=new_value;
}
if(i==N){
i=0;
}
for(count =0 ;count<N;count++){
sum+=value_buf[count];
}
return (char)(sum/N);
}
七、一阶滞后滤波
1、方法：
取a=0~1
本次滤波结果=（1-a）* 本次采样 + a * 上次结果
2、优缺点：
良好抑制周期性干扰，适用波动频率较高场合
灵敏度低，相位滞后
3、代码：
/*为加快程序处理速度，取a=0~100*/
#define a 30
char value;
char filter()
{
char new_value;
new_value=get_ad();
return ((100-a)*value + a*new_value);
}
八、加权递推平均滤波
1、方法：
对递推平均滤波的改进，不同时刻的数据加以不同权重，通常越新的数据权重越大，这样灵敏度高，但平滑度低。
2、优缺点：
适用有较大滞后时间常数和采样周期短的系统，对滞后时间常数小，采样周期长、变化慢的信号不能迅速反应其所受干扰。
3、代码：
/* coe数组为加权系数表 */
#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();
}
for(count=0;count<N;count++){
sum+=value_buf[count]*coe[count];
}
return (char)(sum/sum_coe);
}
九、消抖滤波
1、方法：
设置一个滤波计数器
将采样值与当前有效值比较
若采样值=当前有效值，则计数器清0
若采样值不等于当前有效值，则计数器+1
若计数器溢出，则采样值替换当前有效值，计数器清0
2、优缺点：
对变化慢的信号滤波效果好，变化快的不好
避免临界值附近的跳动，计数器溢出时若采到干扰值则无法滤波
3、代码：
#define N 12
char filter()
{
char count=0,new_value;
new_value=get_ad();
while(value!=new_value)
{
count++;
if(count>=N){
return new_value;
}
new_value=get_ad();
}
return value;
}
十、限幅消抖滤波
1、方法:
先限幅，后消抖
2、优缺点：
融合了限幅、消抖的优点
避免引入干扰值，对快速变化的信号不宜
3、代码：
#define A 10
#define N 12
char value;
char filter()
{
char new_value,count=0;
new_value=get_ad();
while(value!=new_value){
if(Abs(value-new_value)<A){
count++;
if(count>=N){
return new_value;
}
new_value=get_ad();
}
return value;
}
}