10种ADC软件滤波方法及程序

2019-04-15 12:16发布

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  转自：亿芯工程师博客

10种AD采样的软件滤波方法


10种AD采样的软件滤波方法
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 
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  
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 
4、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   
5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）   
A、方法：   
相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”   
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个数据的算术平均值   
N值的选取：3~14 
B、优点：
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 
C、缺点：   
测量速度较慢,和算术平均滤波法一样 
比较浪费RAM 
6、限幅平均滤波法  
A、方法： 
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 
B、优点： 
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   
C、缺点： 
比较浪费RAM 
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   
8、加权递推平均滤波法  
A、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  
9、消抖滤波法 
A、方法：
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 
B、优点：
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  
C、缺点：  
对于快速变化的参数不宜   
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
10、限幅消抖滤波法 
A、方法： 
相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”
先限幅,后消抖  
B、优点： 
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 
C、缺点：   对于快速变化的参数不宜  10种软件滤波方法的示例程序    
  1. 假定从8位AD中读取数据（如果是更高位的AD可定义数据类型为int),子程序为get_ad();
  2.  
  3. 1、限副滤波
  4. /* A值可根据实际情况调整
  5. value为有效值，new_value为当前采样值
  6. 滤波程序返回有效的实际值 */
  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、中位值滤波法
  22. /* N值可根据实际情况调整
  23. 排序采用冒泡法*/
  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
  31. {
  32. value_buf[count] = get_ad();
  33. delay();
  34. }
  35. for (j=0;j
  36. {
  37. for (i=0;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、算术平均滤波法
  51. /*
  52. */
  53.  
  54. #define N 12
  55.  
  56. char filter()
  57. {
  58. int sum = 0;
  59. for ( count=0;count
  60. {
  61. sum + = get_ad();
  62. delay();
  63. }
  64. return (char)(sum/N);
  65. }
  66.  
  67. 4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）
  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
  82. sum = value_buf[count];
  83. return (char)(sum/N);
  84. }
  85.  
  86. 5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）
  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
  97. {
  98. value_buf[count] = get_ad();
  99. delay();
  100. }
  101. for (j=0;j
  102. {
  103. for (i=0;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
  114. sum += value[count];
  115. return (char)(sum/(N-2));
  116. }
  117.  
  118. 6、限幅平均滤波法
  119. /*
  120. */
  121. 略 参考子程序1、3
  122.  
  123. 7、一阶滞后滤波法
  124. /* 为加快程序处理速度假定基数为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、加权递推平均滤波法
  138. /* coe数组为加权系数表，存在程序存储区。*/
  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
  151. {
  152. value_buf[count] = get_ad();
  153. delay();
  154. }
  155. for (count=0,count
  156. sum += value_buf[count]*coe[count];
  157. return (char)(sum/sum_coe);
  158. }
  159.  
  160. 9、消抖滤波法
  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、限幅消抖滤波法
  180. /*
  181. */
  182. 略 参考子程序1、9
  183.  
  184. 11、IIR滤波例子
  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、限幅滤波法（又称程序判断滤波法） ARDUINO 代码复制打印  
  1. /*
  2. A、名称：限幅滤波法（又称程序判断滤波法）
  3. B、方法：
  4.     根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A），
  5.     每次检测到新值时判断：
  6.     如果本次值与上次值之差<=A，则本次值有效，
  7.     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。
  8. C、优点：
  9.     能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。
  10. D、缺点：
  11.     无法抑制那种周期性的干扰。
  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);       // 初始化串口通信
  21.   randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
  22.   Value = 300;
  23. }
  24.  
  25. void loop() {
  26.   Filter_Value = Filter();       // 获得滤波器输出值
  27.   Value = Filter_Value;          // 最近一次有效采样的值，该变量为全局变量
  28.   Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
  29.   delay(50);
  30. }
  31.  
  32. // 用于随机产生一个300左右的当前值
  33. int Get_AD() {
  34.   return random(295, 305);
  35. }
  36.  
  37. // 限幅滤波法（又称程序判断滤波法）
  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、中位值滤波法 ARDUINO 代码复制打印  
  1. /*
  2. A、名称：中位值滤波法
  3. B、方法：
  4.     连续采样N次（N取奇数），把N次采样值按大小排列，
  5.     取中间值为本次有效值。
  6. C、优点：
  7.     能有效克服因偶然因素引起的波动干扰；
  8.     对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果。
  9. D、缺点：
  10.     对流量、速度等快速变化的参数不宜。
  11. E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
  12. */
  13.  
  14. int Filter_Value;
  15.  
  16. void setup() {
  17.   Serial.begin(9600);       // 初始化串口通信
  18.   randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
  19. }
  20.  
  21. void loop() {
  22.   Filter_Value = Filter();       // 获得滤波器输出值
  23.   Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
  24.   delay(50);
  25. }
  26.  
  27. // 用于随机产生一个300左右的当前值
  28. int Get_AD() {
  29.   return random(295, 305);
  30. }
  31.  
  32. // 中位值滤波法
  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.   // 采样值从小到大排列（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、算术平均滤波法 ARDUINO 代码复制打印  
  1. /*
  2. A、名称：算术平均滤波法
  3. B、方法：
  4.     连续取N个采样值进行算术平均运算：
  5.     N值较大时：信号平滑度较高，但灵敏度较低；
  6.     N值较小时：信号平滑度较低，但灵敏度较高；
  7.     N值的选取：一般流量，N=12；压力：N=4。
  8. C、优点：
  9.     适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波；
  10.     这种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。
  11. D、缺点：
  12.     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；
  13.     比较浪费RAM。
  14. E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
  15. */
  16.  
  17. int Filter_Value;
  18.  
  19. void setup() {
  20.   Serial.begin(9600);       // 初始化串口通信
  21.   randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
  22. }
  23.  
  24. void loop() {
  25.   Filter_Value = Filter();       // 获得滤波器输出值
  26.   Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
  27.   delay(50);
  28. }
  29.  
  30. // 用于随机产生一个300左右的当前值
  31. int Get_AD() {
  32.   return random(295, 305);
  33. }
  34.  
  35. // 算术平均滤波法
  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、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法） ARDUINO 代码复制打印  
  1. /*
  2. A、名称：递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）
  3. B、方法：
  4.     把连续取得的N个采样值看成一个队列，队列的长度固定为N，
  5.     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），
  6.     把队列中的N个数据进行算术平均运算，获得新的滤波结果。
  7.     N值的选取：流量，N=12；压力，N=4；液面，N=4-12；温度，N=1-4。
  8. C、优点：
  9.     对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高；
  10.     适用于高频振荡的系统。
  11. D、缺点：
  12.     灵敏度低，对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差；
  13.     不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差；
  14.     不适用于脉冲干扰比较严重的场合；
  15.     比较浪费RAM。
  16. E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
  17. */
  18.  
  19. int Filter_Value;
  20.  
  21. void setup() {
  22.   Serial.begin(9600);       // 初始化串口通信
  23.   randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
  24. }
  25.  
  26. void loop() {
  27.   Filter_Value = Filter();       // 获得滤波器输出值
  28.   Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
  29.   delay(50);
  30. }
  31.  
  32. // 用于随机产生一个300左右的当前值
  33. int Get_AD() {
  34.   return random(295, 305);
  35. }
  36.  
  37. // 递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）
  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]; // 所有数据左移，低位仍掉
  46.     filter_sum += filter_buf[i];
  47.   }
  48.   return (int)(filter_sum / FILTER_N);
  49. }





5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法） ARDUINO 代码复制打印  
  1. /*
  2. A、名称：中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）
  3. B、方法：
  4.     采一组队列去掉最大值和最小值后取平均值，
  5.     相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”。
  6.     连续采样N个数据，去掉一个最大值和一个最小值，
  7.     然后计算N-2个数据的算术平均值。
  8.     N值的选取：3-14。
  9. C、优点：
  10.     融合了“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”两种滤波法的优点。
  11.     对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由其所引起的采样值偏差。
  12.     对周期干扰有良好的抑制作用。
  13.     平滑度高，适于高频振荡的系统。
  14. D、缺点：
  15.     计算速度较慢，和算术平均滤波法一样。
  16.     比较浪费RAM。
  17. E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
  18. */
  19.  
  20. int Filter_Value;
  21.  
  22. void setup() {
  23.   Serial.begin(9600);       // 初始化串口通信
  24.   randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
  25. }
  26.  
  27. void loop() {
  28.   Filter_Value = Filter();       // 获得滤波器输出值
  29.   Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
  30.   delay(50);
  31. }
  32.  
  33. // 用于随机产生一个300左右的当前值
  34. int Get_AD() {
  35.   return random(295, 305);
  36. }
  37.  
  38. // 中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）（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.   // 采样值从小到大排列（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.   // 去除最大最小极值后求平均
  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. //  中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）（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 的目的是为了四舍五入
  89.   filter_sum = filter_sum / i;
  90.   return filter_sum;
  91. }*/





6、限幅平均滤波法 ARDUINO 代码复制打印  
  1. /*
  2. A、名称：限幅平均滤波法
  3. B、方法：
  4.     相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法”；
  5.     每次采样到的新数据先进行限幅处理，
  6.     再送入队列进行递推平均滤波处理。
  7. C、优点：
  8.     融合了两种滤波法的优点；
  9.     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。
  10. D、缺点：
  11.     比较浪费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);       // 初始化串口通信
  21.   randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
  22.   filter_buf[FILTER_N - 2] = 300;
  23. }
  24.  
  25. void loop() {
  26.   Filter_Value = Filter();       // 获得滤波器输出值
  27.   Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
  28.   delay(50);
  29. }
  30.  
  31. // 用于随机产生一个300左右的当前值
  32. int Get_AD() {
  33.   return random(295, 305);
  34. }
  35.  
  36. // 限幅平均滤波法
  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、一阶滞后滤波法 ARDUINO 代码复制打印  
  1. /*
  2. A、名称：一阶滞后滤波法
  3. B、方法：
  4.     取a=0-1，本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果。
  5. C、优点：
  6.     对周期性干扰具有良好的抑制作用；
  7.     适用于波动频率较高的场合。
  8. D、缺点：
  9.     相位滞后，灵敏度低；
  10.     滞后程度取决于a值大小；
  11.     不能消除滤波频率高于采样频率1/2的干扰信号。
  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);       // 初始化串口通信
  20.   randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
  21.   Value = 300;
  22. }
  23.  
  24. void loop() {
  25.   Filter_Value = Filter();       // 获得滤波器输出值
  26.   Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
  27.   delay(50);
  28. }
  29.  
  30. // 用于随机产生一个300左右的当前值
  31. int Get_AD() {
  32.   return random(295, 305);
  33. }
  34.  
  35. // 一阶滞后滤波法
  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、加权递推平均滤波法 ARDUINO 代码复制打印  
  1. /*
  2. A、名称：加权递推平均滤波法
  3. B、方法：
  4.     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；
  5.     通常是，越接近现时刻的数据，权取得越大。
  6.     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。
  7. C、优点：
  8.     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。
  9. D、缺点：
  10.     对于纯滞后时间常数较小、采样周期较长、变化缓慢的信号；
  11.     不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度，滤波效果差。
  12. E、整理：shenhaiyu 2013-11-01
  13. */
  14.  
  15. int Filter_Value;
  16.  
  17. void setup() {
  18.   Serial.begin(9600);       // 初始化串口通信
  19.   randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
  20. }
  21.  
  22. void loop() {
  23.   Filter_Value = Filter();       // 获得滤波器输出值
  24.   Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
  25.   delay(50);
  26. }
  27.  
  28. // 用于随机产生一个300左右的当前值
  29. int Get_AD() {
  30.   return random(295, 305);
  31. }
  32.  
  33. // 加权递推平均滤波法
  34. #define FILTER_N 12
  35. int coe[FILTER_N] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12};    // 加权系数表
  36. int sum_coe = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12; // 加权系数和
  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]; // 所有数据左移，低位仍掉
  44.     filter_sum += filter_buf[i] * coe[i];
  45.   }
  46.   filter_sum /= sum_coe;
  47.   return filter_sum;
  48. }





9、消抖滤波法 ARDUINO 代码复制打印  
  1. /*
  2. A、名称：消抖滤波法
  3. B、方法：
  4.     设置一个滤波计数器，将每次采样值与当前有效值比较：
  5.     如果采样值=当前有效值，则计数器清零；
  6.     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）；
  7.     如果计数器溢出，则将本次值替换当前有效值，并清计数器。
  8. C、优点：
  9.     对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果；
  10.     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。
  11. D、缺点：
  12.     对于快速变化的参数不宜；
  13.     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。
  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);       // 初始化串口通信
  22.   randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
  23.   Value = 300;
  24. }
  25.  
  26. void loop() {
  27.   Filter_Value = Filter();       // 获得滤波器输出值
  28.   Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
  29.   delay(50);
  30. }
  31.  
  32. // 用于随机产生一个300左右的当前值
  33. int Get_AD() {
  34.   return random(295, 305);
  35. }
  36.  
  37. // 消抖滤波法
  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、限幅消抖滤波法 ARDUINO 代码复制打印  
  1. /*
  2. A、名称：限幅消抖滤波法
  3. B、方法：
  4.     相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”；
  5.     先限幅，后消抖。
  6. C、优点：
  7.     继承了“限幅”和“消抖”的优点；
  8.     改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷，避免将干扰值导入系统。
  9. D、缺点：
  10.     对于快速变化的参数不宜。
  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);       // 初始化串口通信
  19.   randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
  20.   Value = 300;
  21. }
  22.  
  23. void loop() {
  24.   Filter_Value = Filter();       // 获得滤波器输出值
  25.   Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
  26.   delay(50);
  27. }
  28.  
  29. // 用于随机产生一个300左右的当前值
  30. int Get_AD() {
  31.   return random(295, 305);
  32. }
  33.  
  34. // 限幅消抖滤波法
  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. }

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