單片機軟件濾波方法對比

1、限幅濾波法（又稱(chēng)程序判斷濾波法）

A、方法：根據經(jīng)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(shí)判斷：如果本次值與上次值之差＜=A,則本次值有效。如果本次值與上次值之差＞A,則本次值無(wú)效,放棄本次值,用上次值代替本次值

B、優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾。

C、缺點(diǎn)：無(wú)法抑制那種周期性的干擾，平滑度差。


2、中位值濾波法

A、方法：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。

B、優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的波動(dòng)干擾，對溫度、液 位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果。

C、缺點(diǎn)：對流量、速度等快速變化的參數不宜。


3、算術(shù)平均濾波法

A、方法：連續取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運算。N值較大時(shí)：信號平滑度較高，但靈敏度較低；N值較小時(shí)：信號平滑度較低，但靈敏度較高。N值的選?。阂话懔髁?，N=12；壓力：N=4

B、優(yōu)點(diǎn)：適用于對一般具有隨機干擾的信號進(jìn)行濾波，這樣信號的特點(diǎn)是有一個(gè)平均值，信號在某一數值范圍附近上下波動(dòng)。

C、缺點(diǎn)：對于測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用，比較浪費RAM。


4、遞推平均濾波法（又稱(chēng)滑動(dòng)平均濾波法）

A、方法：把連續取N個(gè)采樣值看成一個(gè)隊列，隊列的長(cháng)度固定為N，每次采樣到一個(gè)新數據放入隊尾,并扔掉原來(lái)隊首的一次數據.(先進(jìn)先出原則)，把隊列中的N個(gè)數據進(jìn)行算術(shù)平均運算,就可獲得新的濾波結果。N值的選?。毫髁?，N=12；壓力：N=4；液面，N=4"12；溫度，N=1"4

B、優(yōu)點(diǎn)：對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高，適用于高頻振蕩的系統。

C、缺點(diǎn)：靈敏度低 ，對偶然出現的脈沖性干擾的抑制作用較差，不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差，不適用于脈沖干擾比較嚴重的場(chǎng)合，比較浪費RAM


5、中位值平均濾波法（又稱(chēng)防脈沖干擾平均濾波法）

A、方法：相當于“中位值濾波法”+“算術(shù)平均濾波法”。連續采樣N個(gè)數據，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，然后計算N-2個(gè)數據的算術(shù)平均值。N值的選?。?"14

B、優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)，對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。

C、缺點(diǎn)：測量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣，比較浪費RAM。


6、限幅平均濾波法

A、方法：相當于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”，每次采樣到的新數據先進(jìn)行限幅處理，再送入隊列進(jìn)行遞推平均濾波處理 。

B、優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)，對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。

C、缺點(diǎn)：比較浪費RAM。


7、一階滯后濾波法

A、方法：取a=0"1，本次濾波結 果=（1-a）*本次采樣值+a*上次濾波結果。

B、優(yōu)點(diǎn)：對周期性干擾具有良好的抑制作用，適用于波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合。

C、缺點(diǎn)： 相位滯后，靈敏度低，滯后程度取決于a值大小，不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號。


8、加權遞推平均濾波法

A、方法：是對遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不同時(shí)刻的數據加以不同的權。通常是，越接近現時(shí)刻的數據，權取得越大。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。

B、優(yōu)點(diǎn)：適用于有較大純滯后時(shí)間常數的對象和采樣周期較短的系統。

C、缺點(diǎn)：對于純滯后時(shí)間常數較小，采樣周期較長(cháng)，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。


9、消抖濾波法

A、方法：設置一個(gè)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，并判斷計數器是否＞=上限N(溢出)，如果計數器溢出,則將本次值替換當前有效值,并清計數器 。

B、優(yōu)點(diǎn)：對于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(kāi)/關(guān)跳動(dòng)或顯示器上數值抖動(dòng)。