单片机ADC常见的几种滤波方法
如今传感器的种类越来越多，数量也越来越多，而这些传感器很多都会用到模拟量，模拟量就离不开ADC。
然而，我们单片机ADC采集的模拟量基本都会经过“滤波”处理才能使用，下面给大家分享一些常见的ADC滤波算法。
一、限幅滤波
1、方法
-
根据经验判断两次采样允许的最大偏差值A
-
每次采新值时判断：若本次值与上次值之差<=A，则本次有效；若本次值与上次值之差>A，本次无效，用上次值代替本次。
2、优缺点
-
克服脉冲干扰，无法抑制周期性干扰，平滑度差。
3、代码
/* A值根据实际调，Value有效值，new_Value当前采样值，程序返回有效的实际值 */
#define A 10
char Value;
char filter()
{char new_Value;new_Value = get_ad(); //获取采样值if( abs(new_Value - Value) > A) return Value; //abs()取绝对值函数return new_Value;
}二、中位值滤波
1、方法
-
连续采样N次，按大小排列
-
取中间值为本次有效值
2、优缺点
-
克服波动干扰，对温度等变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果，对速度等快速变化的参数不宜。
3、代码
#define N 11
char filter()
{char value_buf[N];char count,i,j,temp;for(count = 0;count < N;count++) //获取采样值{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];
}三、算数平均滤波
1、方法
-
连续采样N次，取平均
-
N较大时平滑度高，灵敏度低
-
N较小时平滑度低，灵敏度高
-
一般N=12
2、优缺点
-
适用于存在随机干扰的系统，占用RAM多，速度慢。
3、代码
#define N 12
char filter()
{int sum = 0;for(count = 0;count四、递推平均滤波
1、方法
-
取N个采样值形成队列，先进先出
-
取均值
-
一般N=4~12
2、优缺点
-
对周期性干扰抑制性好，平滑度高
-
适用于高频振动系统
-
灵敏度低，RAM占用较大，脉冲干扰严重
3、代码
/* A值根据实际调，Value有效值，new_Value当前采样值，程序返回有效的实际值 */
#define A 10
char Value;
char filter()
{char new_Value;new_Value = get_ad(); //获取采样值if( abs(new_Value - Value) > A) return Value; //abs()取绝对值函数return new_Value;
}五、中位值平均滤波
1、方法
-
采样N个值，去掉最大最小
-
计算N-2的平均值
-
N= 3~14
2、优缺点
-
融合了中位值，平均值的优点
-
消除脉冲干扰
-
计算速度慢，RAM占用大
3、代码
char filter()
{char count,i,j;char Value_buf[N];int sum=0;for(count=0;countValue_buf[i+1]){temp = Value_buf[i];Value_buf[i]= Value_buf[i+1];Value_buf[i+1]=temp;}for(count =1;count 六、限幅平均滤波
1、方法
-
每次采样数据先限幅后送入队列
-
取平均值
2、优缺点
-
融合限幅、均值、队列的优点
-
消除脉冲干扰，占RAM较多
3、代码
#define A 10
#define N 12
char value,i=0;
char value_buf[N];
char filter()
{char new_value,sum=0;new_value=get_ad();if(Abs(new_value-value)七、一阶滞后滤波
1、方法
-
取a=0~1
-
本次滤波结果=（1-a）* 本次采样 + a * 上次结果
2、优缺点
-
良好一直周期性干扰，适用波动频率较高场合
-
灵敏度低，相位滞后
3、代码
/*为加快程序处理速度，取a=0~100*/
#define a 30
char value;
char filter()
{char new_value;new_value=get_ad();return ((100-a)*value + a*new_value);
}八、加权递推平均滤波
1、方法
-
对递推平均滤波的改进，不同时刻的数据加以不同权重，通常越新的数据权重越大，这样灵敏度高，但平滑度低。
2、优缺点
-
适用有较大滞后时间常数和采样周期短的系统，对滞后时间常数小，采样周期长、变化慢的信号不能迅速反应其所受干扰。
3、代码
/* coe数组为加权系数表 */
#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九、消抖滤波
1、方法
-
设置一个滤波计数器
-
将采样值与当前有效值比较
-
若采样值=当前有效值，则计数器清0
-
若采样值不等于当前有效值，则计数器+1
-
若计数器溢出，则采样值替换当前有效值，计数器清0
2、优缺点
-
对变化慢的信号滤波效果好，变化快的不好
-
避免临界值附近的跳动，计数器溢出时若采到干扰值则无法滤波
3、代码
#define N 12
char filter()
{char count=0,new_value;new_value=get_ad();while(value!=new_value){count++;if(count>=N) return new_value;new_value=get_ad();}return value;
}十、限幅消抖滤波
1、方法
-
先限幅 后消抖
2、优缺点
-
融合了限幅、消抖的优点
-
避免引入干扰值，对快速变化的信号不宜
3、代码
#define A 10
#define N 12
char value;
char filter()
{char new_value,count=0;new_value=get_ad();while(value!=new_value){if(Abs(value-new_value)=N) return new_value;new_value=get_ad();}return value;}
}