ADC滤波处理的十种方法

//1.限幅滤波法（又称程序判断滤波法）
/*
 * description: 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：新值和旧值差值如果超过A，
 *              则用旧值，否则用新值
 * advantage: 能够克服因偶然因素引起的脉冲干扰
 * disadvantage: 无法抑制那种周期性的干扰，平滑度差
 */
/* 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()
{
    char new_value;
    new_value = get_ad();
    if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A )
    return value;
    return new_value;

}


//2.中位值滤波法
/*
 * description: 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
 * advantage: 能够有效克服偶然因素引起的波动干扰，
 *            对温度、液位等变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果
 * disadvantage: 对流量、速度等快速变化的参数不宜
 */
/* N值可根据实际情况调整
排序采用冒泡法*/
#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[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];
}


//3.算数平均滤波法
/*
 * description: 连续取N个采样值进行算数平均运算,
 *              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
 * advantage: 适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波，
 *            这样的信号的特点是有一个平均值，信号在某一个数值范围附近上下波动
 * disadvantage: 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
 */
#define N 12

char filter()
{
     int sum = 0;
     for ( count=0;count<N;count++)
     {
           sum + = get_ad();
           delay();
      }
      return (char)(sum/N);
}


//4.递推平均滤波法（滑动平均滤波法）
/*
 * description: 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（先入先出原则），
 *              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
 * advantage: 对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，适用于高频震荡的系统
 * disadvantage: 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
 */
#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.中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）
/*
 * description: 相当于“中位值滤波法”+“算数平均滤波法”
 *              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个数据的算数平均值，N值的选取：3~14
 * advantage: 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
 * disadvantage: 测量速度较慢，和算数平均滤波法一样，比较浪费ram
 */
#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[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[count];
    return (char)(sum/(N-2));

}


//6.限幅平均滤波法
/*
 * description: 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
 * advantage: 融合了两种滤波法的优点，对于偶然出现的脉冲干扰，
 *            可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
 * disadvantage: 比较浪费ram
 */



//7.一阶滞后滤波法
/*
 * description: 取a=0~1，本次滤波结果=（1-a）*本次采样值+a*上次滤波结果
 * advantage: 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
 * disadvantage: 相位之后，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
 */
/* 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()
{
    char new_value;
    new_value = get_ad();
    return (100-a)*value + a*new_value;
}


//8.加权递推平均滤波法
/*
 * description: 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重，通常是，
 *              越接近现在时刻的数据，权重越大。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
 * advantage: 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
 * disadvantage: 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
 */
/* coe数组为加权系数表，存在程序存储区。*/

#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.消抖滤波法
/*
 * description: 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
 * advantage: 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
 * disadvantage: 对于快速比那花的参数不宜，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
 */
#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
/*
 * description: 相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”先限幅，后消抖
 * advantage: 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
 * disadvantage: 对于快速变化的参数不宜
 */