ADC濾波處理的十種方法

//1.限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）
/*
 * description: 根據經驗判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設為A），
 *              每次檢測到新值時判斷：新值和舊值差值如果超過A，
 *              則用舊值，否則用新值
 * advantage: 能夠克服因偶然因素引起的脈沖干擾
 * disadvantage: 無法抑制那種周期性的干擾，平滑度差
 */
/* A值可根據實際情況調整
value為有效值，new_value為當前采樣值
濾波程序返回有效的實際值 */
#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.中位值濾波法
/*
 * description: 連續采樣N次（N取奇數）,把N次采樣值按大小排列，
 *              取中間值為本次有效值
 * advantage: 能夠有效克服偶然因素引起的波動干擾，
 *            對溫度、液位等變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果
 * disadvantage: 對流量、速度等快速變化的參數不宜
 */
/* N值可根據實際情況調整
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.算數平均濾波法
/*
 * description: 連續取N個采樣值進行算數平均運算,
 *              N值較大時：信號平滑度較高，但靈敏度較低；
 *              N值較小時：信號平滑度較低，但靈敏度較高；
 *              N值的選取：一般流量，N=12，壓力：N=4
 * advantage: 適用於對一般具有隨機干擾的信號進行濾波，
 *            這樣的信號的特點是有一個平均值，信號在某一個數值范圍附近上下波動
 * disadvantage: 對於測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實時控制不適用，比較浪費ram
 */
#define N 12

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


//4.遞推平均濾波法（滑動平均濾波法）
/*
 * description: 把連續取N個采樣值看成一個隊列，隊列的長度固定為N，
 *              每次采樣到一個新數據放入隊尾，並扔掉原來隊首的一次數據（先入先出原則），
 *              把隊列中的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；液面，N=4~12；溫度：N=1~4
 * advantage: 對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高，適用於高頻震盪的系統
 * disadvantage: 靈敏度低，對偶然出現的脈沖性干擾的抑制作用較差，
 *               不易消除由於脈沖干擾所引起的采樣值偏差，
 *               不適用於脈沖干擾比較嚴重的場合，比較浪費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.中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）
/*
 * description: 相當於“中位值濾波法”+“算數平均濾波法”
 *              連續采樣N個數據，去掉一個最大值和一個最小值，
 *              然后計算N-2個數據的算數平均值，N值的選取：3~14
 * advantage: 融合了兩種濾波法的優點，對於偶然出現的脈沖性干擾，
 *            可消除由於脈沖干擾所引起的采樣值偏差
 * disadvantage: 測量速度較慢，和算數平均濾波法一樣，比較浪費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.限幅平均濾波法
/*
 * description: 相當於“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”
 *              每次采樣到的新數據先進行限幅處理，
 *              再送入隊列進行遞推平均濾波處理
 * advantage: 融合了兩種濾波法的優點，對於偶然出現的脈沖干擾，
 *            可消除由於脈沖干擾所引起的采樣值偏差
 * disadvantage: 比較浪費ram
 */



//7.一階滯后濾波法
/*
 * description: 取a=0~1，本次濾波結果=（1-a）*本次采樣值+a*上次濾波結果
 * advantage: 對周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
 * disadvantage: 相位之后，靈敏度低，滯后程度取決於a值大小，
 *               不能消除濾波頻率高於采樣頻率的1/2的干擾信號
 */
/* 為加快程序處理速度假定基數為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.加權遞推平均濾波法
/*
 * description: 是對遞推平均濾波法的改進，即不同時刻的數據加以不同的權重，通常是，
 *              越接近現在時刻的數據，權重越大。給予新采樣值的權系數越大，則靈敏度越高，
 *              但信號平滑度越低
 * advantage: 適用於有較大純滯后時間常數的對象，和采樣周期較短的系統
 * disadvantage: 對於純滯后時間常數較小，采樣周期較長，變化緩慢的信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
 */
/* coe數組為加權系數表，存在程序存儲區。*/

#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.消抖濾波法
/*
 * description: 設置一個濾波計數器，將每次采樣值與當前有效值比較：
 *              如果采樣值=當前有效值，則計數器清零，如果采樣值<>當前有效值，
 *              則計數器+1，並判斷計數器是否>=上限N（溢出），如果計數器溢出，
 *              則將本次值替換當前有效值，並清計數器
 * advantage: 對於變化緩慢的被測參數有較好的濾波效果，可避免在臨界值附近控制器的反復開/關跳動或
 *            顯示器上數值抖動
 * disadvantage: 對於快速比那花的參數不宜，如果在計數器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值，
 *               則會將干擾值當作有效值導入系統
 */
#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.限幅消抖濾波法
/*
 * description: 相當於“限幅濾波法”+“消抖濾波法”先限幅，后消抖
 * advantage: 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，避免將干擾值導入系統
 * disadvantage: 對於快速變化的參數不宜
 */