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在实际AD采集场景中#xff0c;会出现周期性变化和偶然脉冲波动干扰对AD采集的影响
这里使用中位值平均滤波递推平均滤波的结合
参考前人写好的代码框架#xff0c;也参考博主GuYH_下面这篇博客#xff0c;在此基础上稍作修改#xff0c;写出这篇博客#xff0c;能…前言
在实际AD采集场景中会出现周期性变化和偶然脉冲波动干扰对AD采集的影响
这里使用中位值平均滤波递推平均滤波的结合
参考前人写好的代码框架也参考博主GuYH_下面这篇博客在此基础上稍作修改写出这篇博客能应用于实际项目。常用ADC采样数字滤波算法最全汇总【❤️建议收藏❤️】_adc滤波算法_GuYH_的博客-CSDN博客
以后有机会搞个上位机对比几种算法的优劣。
有纰漏请指出转载请说明。
学习交流请发邮件 1280253714qq.com
算法讲解
中位值滤波采样10次去掉最大和最小的值求和再除8对脉冲波有抑制作用。
递推平均滤波把连续取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。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。
优点适用于周期性变化和偶然脉冲波动干扰的AD采集。
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适于脉冲干扰较严重的场合。 代码
因为项目用的是比51还low的单片机所以不能进行太高频的AD采样否则会大量占用CPU采样次数也不能设置太高否则占用大量RAM空间。
每10ms进行一次中位值滤波
每100ms进行一次递推平均滤波
adc.h
#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H#include sys.h#define AD_Channel_Num 4 // ADC的通道数
#define AD_Sample_Num 4 // 采样次数void AdcInit(void);
u16 ADC_Sample(u8 adch);
void AdcLoopTask(void);typedef struct {u16 V_Chip_0V6;u16 V_Bat;u16 V_In;u16 I_Cur;u8 sampleCnt; //采样计数u8 bSampleInit; // 去除前几次的采样值的标志位0为去除1为开始滤波u8 u8ArraryIndex; // 当前采样的索引 u16 u16SampleValue[AD_Channel_Num]; // 规则转换时DMA搬运的目标数组u16 u16ValueSum[AD_Channel_Num]; // ADC采样值的总和u16 u16Value[AD_Channel_Num]; // 平均滤波后的AD值
} ADC_S;extern ADC_S stAdc;#endif //__ADC_H
adc.c
#include sys.hADC_S stAdc;
/********************************************
* 函数名 AdcInit
* 描述 ADC循环任务
* 参数 无
* 返回值 无
* 注意 无
********************************************/
void AdcInit(void)
{TRISA0 1; //将RA0设置为输入TRISA2 1; //将RA2设置为输入TRISA5 1; //将RA5设置为输入
}/********************************************
* 函数名 AD_Sample
* 描述 AD采样
* 参数 adch - 检测通道
* 返回值 ad_result - 8次AD平均值
* 注意 采样通道需自行设置为模拟口采样10次,取中间八次的平均值为采样结果存于adresult中
********************************************/
u16 ADC_Sample(u8 adch)
{u32 adsum 0;u16 admin 4096,admax 0;u8 adtimes 0;u16 ad_temp,adresult;u8 j;ADCON1 0B00000101; //左对齐,选用VDD 2.0V做AD基准ADCON0 0X81 | (adch 2); //ADCclk Fosc/32asm(nop);asm(nop);for(j0;j10;j){GODONE 1; //开始转换u8 i 64;while(GODONE){__delay_us(100); //延时100us(编译器内置函数)if(0 (--i)) //延时6.4ms仍没有AD转换结束跳出程序return;}ad_temp(ADRESH4)(ADRESL4); //计算12位AD值adresult ad_temp;if(ad_temp admax)admax ad_temp; //AD采样最大值else if(ad_temp admin)admin ad_temp; //AD采样最小值adsum ad_temp;}adsum adsum - admax - admin;adresult adsum 3; //8次平均值作为最终结果return adresult;
}/********************************************
* 函数名 AdcSampleAllChanel
* 描述 对所有ADC通道都进行采样
* 参数 无
* 返回值 无
* 注意 无
********************************************/
static void AdcSampleAllChanel(void)
{stAdc.u16SampleValue[0] ADC_Sample(0x0F); //芯片内部0.6V电压IO_Vbat_Sample_Ctrl 1; stAdc.u16SampleValue[1] ADC_Sample(0x00); //电池电压IO_Vbat_Sample_Ctrl 0;stAdc.u16SampleValue[2] ADC_Sample(0x05); //输入电压stAdc.u16SampleValue[3] ADC_Sample(0x02); //电流采样电压
}/********************************************
* 函数名 AdcMoveAverageFilter
* 描述 ADC递推平均滤波法把连续取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优点对周期性干扰有良好的抑制作用平滑度高试用于高频振荡的系统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适于脉冲干扰较严重的场合
* 参数 无
* 返回值 无
* 注意 无
********************************************/
static void AdcMoveAverageFilter(void)
{u8 i 0;
/******************************* u16ValueSum加上最新的值并剔除最旧的值 *******************************/for (i0; iAD_Channel_Num; i){stAdc.u16SampleValue[i] 0x0FFF;stAdc.u16ValueSum[i] stAdc.u16SampleValue[i];stAdc.u16ValueSum[i] - stAdc.u16ValueArray[i][stAdc.u8ArraryIndex];}/******************************* 最近采样的AD_Sample_Num个数取平均 *******************************/ if ( 0 stAdc.bSampleInit ){for (i0; iAD_Channel_Num; i){stAdc.u16Value[i] stAdc.u16SampleValue[i];}} else{for (i0; iAD_Channel_Num; i){stAdc.u16Value[i] stAdc.u16ValueSum[i]2; //在均值滤波的基础上进行递推均值滤波}}/******************************* u16ValueArray添加最新的值 *******************************/ for (i0; iAD_Channel_Num; i){stAdc.u16ValueArray[i][stAdc.u8ArraryIndex] stAdc.u16SampleValue[i];} /******************************* AD游标更新 *******************************/ stAdc.u8ArraryIndex;if( stAdc.u8ArraryIndex AD_Sample_Num ) {stAdc.u8ArraryIndex 0;stAdc.bSampleInit 1;}
}typedef struct {u16 V_Chip_0V6;u16 V_Bat;u16 V_In;u16 I_Cur;
} ADC_TEST_S;
ADC_TEST_S stAdc1;
/********************************************
* 函数名 AdcLoopTask
* 描述 ADC循环任务
* 参数 无
* 返回值 无
* 注意 无
********************************************/
void AdcLoopTask(void)
{AdcSampleAllChanel();stAdc.sampleCnt;if (stAdc.sampleCnt 10){stAdc.sampleCnt 0;AdcMoveAverageFilter();stAdc.V_Chip_0V6 stAdc.u16Value[0];stAdc.V_Bat stAdc.u16Value[1];stAdc.V_In stAdc.u16Value[2];stAdc.I_Cur stAdc.u16Value[3];}
}
改进递推平均滤波占用大量RAM空间的方法
减去的不是队首的值而是上一次得到的平均值
如果有10个通道递推平均滤波个数为10个那么改进后可以省去10*10*2200byte个字节 这里我采集了4个通道递推平均滤波个数为4个8个在改进前RAM溢出了 哭笑
改进前 改进后 省去了4*4*232byte个字节的空间 文章转载自： http://www.morning.jmbfx.cn.gov.cn.jmbfx.cn http://www.morning.pdkht.cn.gov.cn.pdkht.cn http://www.morning.qsy38.cn.gov.cn.qsy38.cn http://www.morning.mprky.cn.gov.cn.mprky.cn http://www.morning.lbywt.cn.gov.cn.lbywt.cn http://www.morning.mrxqd.cn.gov.cn.mrxqd.cn http://www.morning.kwrzg.cn.gov.cn.kwrzg.cn http://www.morning.cytr.cn.gov.cn.cytr.cn http://www.morning.syrzl.cn.gov.cn.syrzl.cn http://www.morning.btpzn.cn.gov.cn.btpzn.cn http://www.morning.wpqwk.cn.gov.cn.wpqwk.cn http://www.morning.lcxdm.cn.gov.cn.lcxdm.cn http://www.morning.tznlz.cn.gov.cn.tznlz.cn http://www.morning.pzrpz.cn.gov.cn.pzrpz.cn http://www.morning.gwqkk.cn.gov.cn.gwqkk.cn http://www.morning.tbhf.cn.gov.cn.tbhf.cn http://www.morning.hpprx.cn.gov.cn.hpprx.cn http://www.morning.rwlns.cn.gov.cn.rwlns.cn http://www.morning.rttxx.cn.gov.cn.rttxx.cn http://www.morning.sqxr.cn.gov.cn.sqxr.cn http://www.morning.3jiax.cn.gov.cn.3jiax.cn http://www.morning.fldk.cn.gov.cn.fldk.cn http://www.morning.fcftj.cn.gov.cn.fcftj.cn http://www.morning.mrqwy.cn.gov.cn.mrqwy.cn http://www.morning.mcpby.cn.gov.cn.mcpby.cn http://www.morning.mmhyx.cn.gov.cn.mmhyx.cn http://www.morning.wkqrp.cn.gov.cn.wkqrp.cn http://www.morning.xfxlr.cn.gov.cn.xfxlr.cn http://www.morning.qgghj.cn.gov.cn.qgghj.cn http://www.morning.dmzzt.cn.gov.cn.dmzzt.cn http://www.morning.cwknc.cn.gov.cn.cwknc.cn http://www.morning.bfjtp.cn.gov.cn.bfjtp.cn http://www.morning.hxcuvg.cn.gov.cn.hxcuvg.cn http://www.morning.rpljf.cn.gov.cn.rpljf.cn http://www.morning.zqsnj.cn.gov.cn.zqsnj.cn http://www.morning.hbdqf.cn.gov.cn.hbdqf.cn http://www.morning.cxnyg.cn.gov.cn.cxnyg.cn http://www.morning.rqhbt.cn.gov.cn.rqhbt.cn http://www.morning.dmwbs.cn.gov.cn.dmwbs.cn http://www.morning.nwcgj.cn.gov.cn.nwcgj.cn http://www.morning.ghjln.cn.gov.cn.ghjln.cn http://www.morning.mxdiy.com.gov.cn.mxdiy.com http://www.morning.nlgnk.cn.gov.cn.nlgnk.cn http://www.morning.krxzl.cn.gov.cn.krxzl.cn http://www.morning.bpmdh.cn.gov.cn.bpmdh.cn http://www.morning.tnqk.cn.gov.cn.tnqk.cn http://www.morning.tqpr.cn.gov.cn.tqpr.cn http://www.morning.rjfr.cn.gov.cn.rjfr.cn http://www.morning.c7513.cn.gov.cn.c7513.cn http://www.morning.fkrzx.cn.gov.cn.fkrzx.cn http://www.morning.qnbzs.cn.gov.cn.qnbzs.cn http://www.morning.webife.com.gov.cn.webife.com http://www.morning.mnkz.cn.gov.cn.mnkz.cn http://www.morning.yfpnl.cn.gov.cn.yfpnl.cn http://www.morning.mnkhk.cn.gov.cn.mnkhk.cn http://www.morning.tpfny.cn.gov.cn.tpfny.cn http://www.morning.dnqliv.cn.gov.cn.dnqliv.cn http://www.morning.xfdkh.cn.gov.cn.xfdkh.cn http://www.morning.ysybx.cn.gov.cn.ysybx.cn http://www.morning.ccyns.cn.gov.cn.ccyns.cn http://www.morning.kdxzy.cn.gov.cn.kdxzy.cn http://www.morning.tsmxh.cn.gov.cn.tsmxh.cn http://www.morning.dddcfr.cn.gov.cn.dddcfr.cn http://www.morning.gyylt.cn.gov.cn.gyylt.cn http://www.morning.bbmx.cn.gov.cn.bbmx.cn http://www.morning.ndynz.cn.gov.cn.ndynz.cn http://www.morning.nlygm.cn.gov.cn.nlygm.cn http://www.morning.nrchx.cn.gov.cn.nrchx.cn http://www.morning.kfjnx.cn.gov.cn.kfjnx.cn http://www.morning.srzhm.cn.gov.cn.srzhm.cn http://www.morning.httpm.cn.gov.cn.httpm.cn http://www.morning.rgxcd.cn.gov.cn.rgxcd.cn http://www.morning.mhfbp.cn.gov.cn.mhfbp.cn http://www.morning.tzjqm.cn.gov.cn.tzjqm.cn http://www.morning.tmlhh.cn.gov.cn.tmlhh.cn http://www.morning.nynpf.cn.gov.cn.nynpf.cn http://www.morning.qddtd.cn.gov.cn.qddtd.cn http://www.morning.trrhj.cn.gov.cn.trrhj.cn http://www.morning.hwnnm.cn.gov.cn.hwnnm.cn http://www.morning.rkyw.cn.gov.cn.rkyw.cn
