1. 程式人生 > >10種ADC軟體濾波方法及程式

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

 

 
  1. 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();

  2.  
  3. 1、限副濾波

  4. /* A值可根據實際情況調整

  5. value為有效值,new_value為當前取樣值

  6. 濾波程式返回有效的實際值 */

  7. #define A 10

  8.  
  9. char value;

  10.  
  11. char filter()

  12. {

  13. char new_value;

  14. new_value = get_ad();

  15. if ( ( new_value - value> A ) || ( value - new_value> A )

  16. return value;

  17. return new_value;

  18.  
  19. }

  20.  
  21. 2、中位值濾波法

  22. /* N值可根據實際情況調整

  23. 排序採用冒泡法*/

  24. #define N 11

  25.  
  26. char filter()

  27. {

  28. char value_buf[N];

  29. char count,i,j,temp;

  30. for ( count=0;count<N;count++)

  31. {

  32. value_buf[count] = get_ad();

  33. delay();

  34. }

  35. for (j=0;j<N-1;j++)

  36. {

  37. for (i=0;i<N-j;i++)

  38. {

  39. if ( value_buf>value_buf[i+1] )

  40. {

  41. temp = value_buf;

  42. value_buf = value_buf[i+1];

  43. value_buf[i+1] = temp;

  44. }

  45. }

  46. }

  47. return value_buf[(N-1)/2];

  48. }

  49.  
  50. 3、算術平均濾波法

  51. /*

  52. */

  53.  
  54. #define N 12

  55.  
  56. char filter()

  57. {

  58. int sum = 0;

  59. for ( count=0;count<N;count++)

  60. {

  61. sum + = get_ad();

  62. delay();

  63. }

  64. return (char)(sum/N);

  65. }

  66.  
  67. 4、遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)

  68. /*

  69. */

  70. #define N 12

  71.  
  72. char value_buf[N];

  73. char i=0;

  74.  
  75. char filter()

  76. {

  77. char count;

  78. int sum=0;

  79. value_buf[i++] = get_ad();

  80. if ( i == N ) i = 0;

  81. for ( count=0;count<N,count++)

  82. sum = value_buf[count];

  83. return (char)(sum/N);

  84. }

  85.  
  86. 5、中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)

  87. /*

  88. */

  89. #define N 12

  90.  
  91. char filter()

  92. {

  93. char count,i,j;

  94. char value_buf[N];

  95. int sum=0;

  96. for (count=0;count<N;count++)

  97. {

  98. value_buf[count] = get_ad();

  99. delay();

  100. }

  101. for (j=0;j<N-1;j++)

  102. {

  103. for (i=0;i<N-j;i++)

  104. {

  105. if ( value_buf>value_buf[i+1] )

  106. {

  107. temp = value_buf;

  108. value_buf = value_buf[i+1];

  109. value_buf[i+1] = temp;

  110. }

  111. }

  112. }

  113. for(count=1;count<N-1;count++)

  114. sum += value[count];

  115. return (char)(sum/(N-2));

  116. }

  117.  
  118. 6、限幅平均濾波法

  119. /*

  120. */

  121. 略 參考子程式1、3

  122.  
  123. 7、一階滯後濾波法

  124. /* 為加快程式處理速度假定基數為100,a=0~100 */

  125.  
  126. #define a 50

  127.  
  128. char value;

  129.  
  130. char filter()

  131. {

  132. char new_value;

  133. new_value = get_ad();

  134. return (100-a)*value + a*new_value;

  135. }

  136.  
  137. 8、加權遞推平均濾波法

  138. /* coe陣列為加權係數表,存在程式儲存區。*/

  139.  
  140. #define N 12

  141.  
  142. char code coe[N] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};

  143. char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;

  144.  
  145. char filter()

  146. {

  147. char count;

  148. char value_buf[N];

  149. int sum=0;

  150. for (count=0,count<N;count++)

  151. {

  152. value_buf[count] = get_ad();

  153. delay();

  154. }

  155. for (count=0,count<N;count++)

  156. sum += value_buf[count]*coe[count];

  157. return (char)(sum/sum_coe);

  158. }

  159.  
  160. 9、消抖濾波法

  161.  
  162. #define N 12

  163.  
  164. char filter()

  165. {

  166. char count=0;

  167. char new_value;

  168. new_value = get_ad();

  169. while (value !=new_value);

  170. {

  171. count++;

  172. if (count>=N) return new_value;

  173. delay();

  174. new_value = get_ad();

  175. }

  176. return value;

  177. }

  178.  
  179. 10、限幅消抖濾波法

  180. /*

  181. */

  182. 略 參考子程式1、9

  183.  
  184. 11、IIR濾波例子

  185.  
  186. int BandpassFilter4(int InputAD4)

  187. {

  188. int ReturnValue;

  189. int ii;

  190. RESLO=0;

  191. RESHI=0;

  192. MACS=*PdelIn;

  193. OP2=1068; //FilterCoeff4[4];

  194. MACS=*(PdelIn+1);

  195. OP2=8; //FilterCoeff4[3];

  196. MACS=*(PdelIn+2);

  197. OP2=-2001;//FilterCoeff4[2];

  198. MACS=*(PdelIn+3);

  199. OP2=8; //FilterCoeff4[1];

  200. MACS=InputAD4;

  201. OP2=1068; //FilterCoeff4[0];

  202. MACS=*PdelOu;

  203. OP2=-7190;//FilterCoeff4[8];

  204. MACS=*(PdelOu+1);

  205. OP2=-1973; //FilterCoeff4[7];

  206. MACS=*(PdelOu+2);

  207. OP2=-19578;//FilterCoeff4[6];

  208. MACS=*(PdelOu+3);

  209. OP2=-3047; //FilterCoeff4[5];

  210. *p=RESLO;

  211. *(p+1)=RESHI;

  212. mytestmul<<=2;

  213. ReturnValue=*(p+1);

  214. for (ii=0;ii<3;ii++)

  215. {

  216. DelayInput[ii]=DelayInput[ii+1];

  217. DelayOutput[ii]=DelayOutput[ii+1];

  218. }

  219. DelayInput[3]=InputAD4;

  220. DelayOutput[3]=ReturnValue;

  221.  
  222. // if (ReturnValue<0)

  223. // {

  224. // ReturnValue=-ReturnValue;

  225. // }

  226. 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

 
  1. /*

  2. A、名稱:限幅濾波法(又稱程式判斷濾波法)

  3. B、方法:

  4.     根據經驗判斷,確定兩次取樣允許的最大偏差值(設為A),

  5.     每次檢測到新值時判斷:

  6.     如果本次值與上次值之差<=A,則本次值有效,

  7.     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。

  8. C、優點:

  9.     能有效克服因偶然因素引起的脈衝干擾。

  10. D、缺點:

  11.     無法抑制那種週期性的干擾。

  12.     平滑度差。

  13. E、整理:shenhaiyu 2013-11-01

  14. */

  15.  

  16. int Filter_Value;

  17. int Value;

  18.  

  19. void setup() {

  20.   Serial.begin(9600);       // 初始化串列埠通訊

  21.   randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子

  22.   Value = 300;

  23. }

  24.  

  25. void loop() {

  26.   Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  27.   Value = Filter_Value;          // 最近一次有效取樣的值,該變數為全域性變數

  28.   Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出

  29.   delay(50);

  30. }

  31.  

  32. // 用於隨機產生一個300左右的當前值

  33. int Get_AD() {

  34.   return random(295, 305);

  35. }

  36.  

  37. // 限幅濾波法(又稱程式判斷濾波法)

  38. #define FILTER_A 1

  39. int Filter() {

  40.   int NewValue;

  41.   NewValue = Get_AD();

  42.   if(((NewValue - Value) > FILTER_A) || ((Value - NewValue) > FILTER_A))

  43.     return Value;

  44.   else

  45.     return NewValue;

  46. }






2、中位值濾波法

ARDUINO 程式碼複製列印

 
  1. /*

  2. A、名稱:中位值濾波法

  3. B、方法:

  4.     連續取樣N次(N取奇數),把N次取樣值按大小排列,

  5.     取中間值為本次有效值。

  6. C、優點:

  7.     能有效克服因偶然因素引起的波動干擾;

  8.     對溫度、液位的變化緩慢的被測引數有良好的濾波效果。

  9. D、缺點:

  10.     對流量、速度等快速變化的引數不宜。

  11. E、整理:shenhaiyu 2013-11-01

  12. */

  13.  

  14. int Filter_Value;

  15.  

  16. void setup() {

  17.   Serial.begin(9600);       // 初始化串列埠通訊

  18.   randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子

  19. }

  20.  

  21. void loop() {

  22.   Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  23.   Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出

  24.   delay(50);

  25. }

  26.  

  27. // 用於隨機產生一個300左右的當前值

  28. int Get_AD() {

  29.   return random(295, 305);

  30. }

  31.  

  32. // 中位值濾波法

  33. #define FILTER_N 101

  34. int Filter() {

  35.   int filter_buf[FILTER_N];

  36.   int i, j;

  37.   int filter_temp;

  38.   for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

  39.     filter_buf[i] = Get_AD();

  40.     delay(1);

  41.   }

  42.   // 取樣值從小到大排列(冒泡法)

  43.   for(j = 0; j < FILTER_N - 1; j++) {

  44.     for(i = 0; i < FILTER_N - 1 - j; i++) {

  45.       if(filter_buf[i] > filter_buf[i + 1]) {

  46.         filter_temp = filter_buf[i];

  47.         filter_buf[i] = filter_buf[i + 1];

  48.         filter_buf[i + 1] = filter_temp;

  49.       }

  50.     }

  51.   }

  52.   return filter_buf[(FILTER_N - 1) / 2];

  53. }






3、算術平均濾波法

ARDUINO 程式碼複製列印

 
  1. /*

  2. A、名稱:算術平均濾波法

  3. B、方法:

  4.     連續取N個取樣值進行算術平均運算:

  5.     N值較大時:訊號平滑度較高,但靈敏度較低;

  6.     N值較小時:訊號平滑度較低,但靈敏度較高;

  7.     N值的選取:一般流量,N=12;壓力:N=4。

  8. C、優點:

  9.     適用於對一般具有隨機干擾的訊號進行濾波;

  10.     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。

  11. D、缺點:

  12.     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;

  13.     比較浪費RAM。

  14. E、整理:shenhaiyu 2013-11-01

  15. */

  16.  

  17. int Filter_Value;

  18.  

  19. void setup() {

  20.   Serial.begin(9600);       // 初始化串列埠通訊

  21.   randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子

  22. }

  23.  

  24. void loop() {

  25.   Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  26.   Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出

  27.   delay(50);

  28. }

  29.  

  30. // 用於隨機產生一個300左右的當前值

  31. int Get_AD() {

  32.   return random(295, 305);

  33. }

  34.  

  35. // 算術平均濾波法

  36. #define FILTER_N 12

  37. int Filter() {

  38.   int i;

  39.   int filter_sum = 0;

  40.   for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

  41.     filter_sum += Get_AD();

  42.     delay(1);

  43.   }

  44.   return (int)(filter_sum / FILTER_N);

  45. }






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

 
  1. /*

  2. A、名稱:遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)

  3. B、方法:

  4.     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,

  5.     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),

  6.     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。

  7.     N值的選取:流量,N=12;壓力,N=4;液麵,N=4-12;溫度,N=1-4。

  8. C、優點:

  9.     對週期性干擾有良好的抑制作用,平滑度高;

  10.     適用於高頻振盪的系統。

  11. D、缺點:

  12.     靈敏度低,對偶然出現的脈衝性干擾的抑制作用較差;

  13.     不易消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差;

  14.     不適用於脈衝干擾比較嚴重的場合;

  15.     比較浪費RAM。

  16. E、整理:shenhaiyu 2013-11-01

  17. */

  18.  

  19. int Filter_Value;

  20.  

  21. void setup() {

  22.   Serial.begin(9600);       // 初始化串列埠通訊

  23.   randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子

  24. }

  25.  

  26. void loop() {

  27.   Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  28.   Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出

  29.   delay(50);

  30. }

  31.  

  32. // 用於隨機產生一個300左右的當前值

  33. int Get_AD() {

  34.   return random(295, 305);

  35. }

  36.  

  37. // 遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)

  38. #define FILTER_N 12

  39. int filter_buf[FILTER_N + 1];

  40. int Filter() {

  41.   int i;

  42.   int filter_sum = 0;

  43.   filter_buf[FILTER_N] = Get_AD();

  44.   for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

  45.     filter_buf[i] = filter_buf[i + 1]; // 所有資料左移,低位仍掉

  46.     filter_sum += filter_buf[i];

  47.   }

  48.   return (int)(filter_sum / FILTER_N);

  49. }






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

 
  1. /*

  2. A、名稱:中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)

  3. B、方法:

  4.     採一組佇列去掉最大值和最小值後取平均值,

  5.     相當於“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”。

  6.     連續取樣N個數據,去掉一個最大值和一個最小值,

  7.     然後計算N-2個數據的算術平均值。

  8.     N值的選取:3-14。

  9. C、優點:

  10.     融合了“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”兩種濾波法的優點。

  11.     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。

  12.     對週期干擾有良好的抑制作用。

  13.     平滑度高,適於高頻振盪的系統。

  14. D、缺點:

  15.     計算速度較慢,和算術平均濾波法一樣。

  16.     比較浪費RAM。

  17. E、整理:shenhaiyu 2013-11-01

  18. */

  19.  

  20. int Filter_Value;

  21.  

  22. void setup() {

  23.   Serial.begin(9600);       // 初始化串列埠通訊

  24.   randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子

  25. }

  26.  

  27. void loop() {

  28.   Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  29.   Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出

  30.   delay(50);

  31. }

  32.  

  33. // 用於隨機產生一個300左右的當前值

  34. int Get_AD() {

  35.   return random(295, 305);

  36. }

  37.  

  38. // 中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)(演算法1)

  39. #define FILTER_N 100

  40. int Filter() {

  41.   int i, j;

  42.   int filter_temp, filter_sum = 0;

  43.   int filter_buf[FILTER_N];

  44.   for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

  45.     filter_buf[i] = Get_AD();

  46.     delay(1);

  47.   }

  48.   // 取樣值從小到大排列(冒泡法)

  49.   for(j = 0; j < FILTER_N - 1; j++) {

  50.     for(i = 0; i < FILTER_N - 1 - j; i++) {

  51.       if(filter_buf[i] > filter_buf[i + 1]) {

  52.         filter_temp = filter_buf[i];

  53.         filter_buf[i] = filter_buf[i + 1];

  54.         filter_buf[i + 1] = filter_temp;

  55.       }

  56.     }

  57.   }

  58.   // 去除最大最小極值後求平均

  59.   for(i = 1; i < FILTER_N - 1; i++) filter_sum += filter_buf[i];

  60.   return filter_sum / (FILTER_N - 2);

  61. }

  62.  

  63.  

  64. //  中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)(演算法2)

  65. /*

  66. #define FILTER_N 100

  67. int Filter() {

  68.   int i;

  69.   int filter_sum = 0;

  70.   int filter_max, filter_min;

  71.   int filter_buf[FILTER_N];

  72.   for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

  73.     filter_buf[i] = Get_AD();

  74.     delay(1);

  75.   }

  76.   filter_max = filter_buf[0];

  77.   filter_min = filter_buf[0];

  78.   filter_sum = filter_buf[0];

  79.   for(i = FILTER_N - 1; i > 0; i--) {

  80.     if(filter_buf[i] > filter_max)

  81.       filter_max=filter_buf[i];

  82.     else if(filter_buf[i] < filter_min)

  83.       filter_min=filter_buf[i];

  84.     filter_sum = filter_sum + filter_buf[i];

  85.     filter_buf[i] = filter_buf[i - 1];

  86.   }

  87.   i = FILTER_N - 2;

  88.   filter_sum = filter_sum - filter_max - filter_min + i / 2; // +i/2 的目的是為了四捨五入

  89.   filter_sum = filter_sum / i;

  90.   return filter_sum;

  91. }*/






6、限幅平均濾波法

ARDUINO 程式碼複製列印

 
  1. /*

  2. A、名稱:限幅平均濾波法

  3. B、方法:

  4.     相當於“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”;

  5.     每次取樣到的新資料先進行限幅處理,

  6.     再送入佇列進行遞推平均濾波處理。

  7. C、優點:

  8.     融合了兩種濾波法的優點;

  9.     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。

  10. D、缺點:

  11.     比較浪費RAM。

  12. E、整理:shenhaiyu 2013-11-01

  13. */

  14.  

  15. #define FILTER_N 12

  16. int Filter_Value;

  17. int filter_buf[FILTER_N];

  18.  

  19. void setup() {

  20.   Serial.begin(9600);       // 初始化串列埠通訊

  21.   randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子

  22.   filter_buf[FILTER_N - 2] = 300;

  23. }

  24.  

  25. void loop() {

  26.   Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  27.   Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出

  28.   delay(50);

  29. }

  30.  

  31. // 用於隨機產生一個300左右的當前值

  32. int Get_AD() {

  33.   return random(295, 305);

  34. }

  35.  

  36. // 限幅平均濾波法

  37. #define FILTER_A 1

  38. int Filter() {

  39.   int i;

  40.   int filter_sum = 0;

  41.   filter_buf[FILTER_N - 1] = Get_AD();

  42.   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))

  43.     filter_buf[FILTER_N - 1] = filter_buf[FILTER_N - 2];

  44.   for(i = 0; i < FILTER_N - 1; i++) {

  45.     filter_buf[i] = filter_buf[i + 1];

  46.     filter_sum += filter_buf[i];

  47.   }

  48.   return (int)filter_sum / (FILTER_N - 1);

  49. }






7、一階滯後濾波法

ARDUINO 程式碼複製列印

 
  1. /*

  2. A、名稱:一階滯後濾波法

  3. B、方法:

  4.     取a=0-1,本次濾波結果=(1-a)*本次取樣值+a*上次濾波結果。

  5. C、優點:

  6.     對週期性干擾具有良好的抑制作用;

  7.     適用於波動頻率較高的場合。

  8. D、缺點:

  9.     相位滯後,靈敏度低;

  10.     滯後程度取決於a值大小;

  11.     不能消除濾波頻率高於取樣頻率1/2的干擾訊號。

  12. E、整理:shenhaiyu 2013-11-01

  13. */

  14.  

  15. int Filter_Value;

  16. int Value;

  17.  

  18. void setup() {

  19.   Serial.begin(9600);       // 初始化串列埠通訊

  20.   randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子

  21.   Value = 300;

  22. }

  23.  

  24. void loop() {

  25.   Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  26.   Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出

  27.   delay(50);

  28. }

  29.  

  30. // 用於隨機產生一個300左右的當前值

  31. int Get_AD() {

  32.   return random(295, 305);

  33. }

  34.  

  35. // 一階滯後濾波法

  36. #define FILTER_A 0.01

  37. int Filter() {

  38.   int NewValue;

  39.   NewValue = Get_AD();

  40.   Value = (int)((float)NewValue * FILTER_A + (1.0 - FILTER_A) * (float)Value);

  41.   return Value;

  42. }






8、加權遞推平均濾波法

ARDUINO 程式碼複製列印

 
  1. /*

  2. A、名稱:加權遞推平均濾波法

  3. B、方法:

  4.     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;

  5.     通常是,越接近現時刻的資料,權取得越大。

  6.     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。

  7. C、優點:

  8.     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。

  9. D、缺點:

  10.     對於純滯後時間常數較小、取樣週期較長、變化緩慢的訊號;

  11.     不能迅速反應系統當前所受干擾的嚴重程度,濾波效果差。

  12. E、整理:shenhaiyu 2013-11-01

  13. */

  14.  

  15. int Filter_Value;

  16.  

  17. void setup() {

  18.   Serial.begin(9600);       // 初始化串列埠通訊

  19.   randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子

  20. }

  21.  

  22. void loop() {

  23.   Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  24.   Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出

  25.   delay(50);

  26. }

  27.  

  28. // 用於隨機產生一個300左右的當前值

  29. int Get_AD() {

  30.   return random(295, 305);

  31. }

  32.  

  33. // 加權遞推平均濾波法

  34. #define FILTER_N 12

  35. int coe[FILTER_N] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12};    // 加權係數表

  36. int sum_coe = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12; // 加權係數和

  37. int filter_buf[FILTER_N + 1];

  38. int Filter() {

  39.   int i;

  40.   int filter_sum = 0;

  41.   filter_buf[FILTER_N] = Get_AD();

  42.   for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {

  43.     filter_buf[i] = filter_buf[i + 1]; // 所有資料左移,低位仍掉

  44.     filter_sum += filter_buf[i] * coe[i];

  45.   }

  46.   filter_sum /= sum_coe;

  47.   return filter_sum;

  48. }






9、消抖濾波法

ARDUINO 程式碼複製列印

 
  1. /*

  2. A、名稱:消抖濾波法

  3. B、方法:

  4.     設定一個濾波計數器,將每次取樣值與當前有效值比較:

  5.     如果取樣值=當前有效值,則計數器清零;

  6.     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);

  7.     如果計數器溢位,則將本次值替換當前有效值,並清計數器。

  8. C、優點:

  9.     對於變化緩慢的被測引數有較好的濾波效果;

  10.     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。

  11. D、缺點:

  12.     對於快速變化的引數不宜;

  13.     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。

  14. E、整理:shenhaiyu 2013-11-01

  15. */

  16.  

  17. int Filter_Value;

  18. int Value;

  19.  

  20. void setup() {

  21.   Serial.begin(9600);       // 初始化串列埠通訊

  22.   randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子

  23.   Value = 300;

  24. }

  25.  

  26. void loop() {

  27.   Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  28.   Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出

  29.   delay(50);

  30. }

  31.  

  32. // 用於隨機產生一個300左右的當前值

  33. int Get_AD() {

  34.   return random(295, 305);

  35. }

  36.  

  37. // 消抖濾波法

  38. #define FILTER_N 12

  39. int i = 0;

  40. int Filter() {

  41.   int new_value;

  42.   new_value = Get_AD();

  43.   if(Value != new_value) {

  44.     i++;

  45.     if(i > FILTER_N) {

  46.       i = 0;

  47.       Value = new_value;

  48.     }

  49.   }

  50.   else

  51.     i = 0;

  52.   return Value;

  53. }






10、限幅消抖濾波法

ARDUINO 程式碼複製列印

 
  1. /*

  2. A、名稱:限幅消抖濾波法

  3. B、方法:

  4.     相當於“限幅濾波法”+“消抖濾波法”;

  5.     先限幅,後消抖。

  6. C、優點:

  7.     繼承了“限幅”和“消抖”的優點;

  8.     改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將干擾值匯入系統。

  9. D、缺點:

  10.     對於快速變化的引數不宜。

  11. E、整理:shenhaiyu 2013-11-01

  12. */

  13.  

  14. int Filter_Value;

  15. int Value;

  16.  

  17. void setup() {

  18.   Serial.begin(9600);       // 初始化串列埠通訊

  19.   randomSeed(analogRead(0)); // 產生隨機種子

  20.   Value = 300;

  21. }

  22.  

  23. void loop() {

  24.   Filter_Value = Filter();       // 獲得濾波器輸出值

  25.   Serial.println(Filter_Value); // 串列埠輸出

  26.   delay(50);

  27. }

  28.  

  29. // 用於隨機產生一個300左右的當前值

  30. int Get_AD() {

  31.   return random(295, 305);

  32. }

  33.  

  34. // 限幅消抖濾波法

  35. #define FILTER_A 1

  36. #define FILTER_N 5

  37. int i = 0;

  38. int Filter() {

  39.   int NewValue;

  40.   int new_value;

  41.   NewValue = Get_AD();

  42.   if(((NewValue - Value) > FILTER_A) || ((Value - NewValue) > FILTER_A))

  43.     new_value = Value;

  44.   else

  45.     new_value = NewValue;

  46.   if(Value != new_value) {

  47.     i++;

  48.     if(i > FILTER_N) {

  49.       i = 0;

  50.       Value = new_value;

  51.     }

  52.   else

  53.     i = 0;

  54.   return Value;

  55. }