常用的软件滤波黄乃贝424.docx
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常用的软件滤波黄乃贝424
常用软件滤波方法及其示例程序
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
示例:
/*******************************
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
***********************************/
#defineA10
intvalue；
intfilter（）//限幅滤波法
{
intnew_value;
new_value=get_ad（）;//获取最新的ad采样值
if（（new_value-value>A）||（value-new_value>A））
{returnvalue;}//如果超出范围则取上次采样值
else
{returnnew_value;}
}
改进型（如果采样值超出范围，用前两次值推测最新采样值）
//////////////////////////示例///////////////////////
#defineA10
Inthistory[2];
intfilter（）//限幅滤波法
{
intnew_value;
new_value=get_ad（）;//获取最新的ad采样值
if（（new_value-value>A）||（value-new_value>A））
{//如果超出范围则取预测采样值x2=2x-x0；
new_value=2*history[1]-history[0];
If（new_value<0）{new_value=0;}//12位ad值0-4095
If（new_value>4095）{new_value=4095;}
}
history[0]=history[1];
history[1]=new_value;
returnnew_value;
}
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
示例:
/*
N值可根据实际情况调整
排序采用冒泡法*/
//////////////////////////示例///////////////////////
#defineN11
intfilter（）
{
intvalue_buf[N];
charcount,i,j;
inttemp;
for（count=0;count{
value_buf[count]=get_ad（）;
delay（）;
}
for（j=0;jfor（i=0;i{
if（value_buf>value_buf[i+1]）
{
temp=value_buf;
value_buf=value_buf[i+1];
value_buf[i+1]=temp;
}
}
returnvalue_buf[（N-1）/2];//取中间值
}
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
//////////////////////////示例///////////////////////
#defineN12
intfilter（）
{
intsum=0;
charcount;
for（count=0;count{
sum+=get_ad（）;
delay（）;
}
return（sum/N）;
}
4、去极值平均滤波
A、方法:
连续取N个采样值,去掉首尾值，剩下的进行算术平均运算
B、优点:
适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波，并能去除毛刺行突然干扰，使输出值更接近真实值。
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
///////////////////去极值平均滤波 //////////////////////
#define N 11 //N值可根据实际情况调整 int sum="0";
int filter（） {
int value_buf[N]; char count,i,j;
inttemp;
for （count=0;count{
value_buf[count]=get_ad（）; //获取采样值 delay（）;
}
for （j=0;j{
for （i=0;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++） //去掉第一个和末一个数
{
sum+=value_buf[count]; delay（）;
}
return （sum/（N-2））;
}
5、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
//////////////////////////示例///////////////////////
#defineN12
intvalue_buf[N];
chari=0;
intfilter（）
{
charcount;
intsum=0;
value_buf[i++]=get_ad（）;
if（i==N）i=0;
for（count=0;count{sum=value_buf[count];}
return（char）（sum/N）;
}
6、加权平均滤波
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
示例:
//////////////////////加权平均滤波///////////////////////
#define N 12
char code jq[N]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};//加权系数表
char code sum_jq=1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;
char filter（）
{
char count;
int value_buf[N];
Longint sum=0;
for （count=0;count{
value_buf[count]=get_ad（）; //获取采样值
delay（）;
}
for （count=0;count{sum+=value_buf[count]*jq[count]; }
return （sum/sum_jq）；
}
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
//////////////////////////示例///////////////////////
/*为加快程序处理速度假定基数为100,a=0~100*/
#definea50
charvalue;
charfilter（）
{
charnew_value;
new_value=get_ad（）;
return（100-a）*value+a*new_value;
}
8、按键去抖
/**********key.c**********/
#include"key.h"
strkey0key_value0;//按键值共同体
ucharkey_filter_times=0;//按键滤波次数（时间）
/*****************************************
函数名：
key（void）
功能:
按键去抖，解码
作者：
有困难找乃贝QQ1042593619
日期：
14.04.24
*****************************************/
voidkey（void）
{
ucharkey_value;
key_value=get_key（）;//获得按键值get_key（）自己写查键程序
if（key_value!
=0xff）//有键按下时
{
key_filter_times++;
if（key_filter_times>10）//按键滤波次数（时间）
{
key_filter_times=0;
switch（key_value）//按键译码
{
case0xfe:
key_value0.key0=1;break;
case0xfd:
key_value0.key1=1;break;case0xfb:
key_value0.key2=1;break;
case0xf7:
key_value0.key3=1;break;
case0xef:
key_value0.key4=1;break;case0xdf:
key_value0.key5=1;break;case0xbf:
key_value0.key6=1;break;case0x7f:
key_value0.key7=1;break;
default:
break;
}
}
}
Else//无键按下时
{key_filter_times=0;}
}
/**********key.c**********/
/**********key.h**********/
#ifndef__key_H__
#define__key_H__
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
//按键端口自己根据电路定义
//sbitKEY_CLK=P4^1;//读取键盘接口配置
//sbitKEY_MI=P3^4;//数据输入端
//sbitKEY_SH=P4^6;//锁存信号端
externvoidkey（void）；
typedefstruct//共同体
{
ucharkey0:
1;//速度减
ucharkey1:
1;//油膜
ucharkey2:
1;//速度加
ucharkey3:
1;//无按键
ucharkey4:
1;//强迫
ucharkey5:
1;//清车
ucharkey6:
1;//风扇灯
ucharkey7:
1;//织布灯
}strkey0;
#endif
/**********key.h**********/
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