4.2.1 重量数据的滤波（课件）-《单片机应用技术》同步教学（中国科学技术出版社）

重量数据的滤波 更多模板请关注：https://haosc.taobao.com CONTENTS 目录 01 02 AD采集的数据有干扰吗？ 常用的数据采集数字滤波方法 道艺兼修 敬业乐群 AD采集的数据有干扰吗？ 01 理论上讲单片机从A/D芯片上采集的信号就是需要的量化信号，但是由于存在电路的相互干扰、电源噪声干扰和现场的电磁干扰，尤其是在A/D芯片的模拟输入信号上会叠加周期或者非周期的干扰信号，并会被附加到量化值中，给信号带来一定的误差。考虑到数据采集的实时性和可靠性，有时需要对采集的数据进行软处理，以尽量减小干扰信号的影响，这一过程称为数据采集滤波。 3 常用的数据采集数字滤波方法 02 在时域上进行处理的，相对于从频域角度设计的IIR或者FIR滤波器，其实现简单，运算量小，而性能可以满足绝大部分的场合的应用要求，适合于单片机数据采集控制系统。 4 常用的数据采集数字滤波方法 02 （1）限幅滤波法（又称程序判断滤波法） 特点： 1）能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 2）无法抑制那种周期性的干扰 3） 平滑度差 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 5 常用的数据采集数字滤波方法 02 #define A 10 int value; int filter() { int new_value; new_value = get_ad();//获取AD的值 if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A ) return value; else return new_value; } /* A值可根据实际情况调整 value为有效值，new_value为当前采样值 滤波程序返回有效的实际值 */ 参考程序 6 常用的数据采集数字滤波方法 02 （2）中位值滤波法 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 特点： （1）能有效克服因偶然因素引起的波动干扰 （2）对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果 （3）对流量、速度等快速变化的参数不宜 7 常用的数据采集数字滤波方法 02 /* N值可根据实际情况调整，排序采用冒泡法*/ 8 常用的数据采集数字滤波方法 02 （3）算术平均滤波法 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 9 常用的数据采集数字滤波方法 02 特点： 1）适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波 2）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 3）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 4）比较浪费RAM 10 常用的数据采集数字滤波方法 02 #define N 12 int filter() { long sum = 0; for ( count=0;count<N;count++) { sum + = get_ad(); delay(); } return (int)(sum/N); } 11 常用的数据采集数字滤波方法 02 （4）递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法） 1） 把连续取N个采样值看成一个队列，队列的长度固定为N 2）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) 3）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，重量，N=11； 12 常用的数据采集数字滤波方法 02 特点： 1）对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高 2）适用于高频振荡的系统 3）灵敏度低 4）对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差 5）不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差 6）不适用于脉冲干扰比较严重的场合 7） 比较浪费RAM 13 常用的数据采集数字滤波方法 02 14 常用的数据采集数字滤波方法 02 （5）中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法） 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：可取3~14 15 常用的数据采集数字滤波方法 02 特点： 1）融合了两种滤波法的优点 2）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 3）测量速度较慢，和算术平均滤波法一样 4）比较浪费RAM 16 常用的数据采集数字滤波方法 02 17 常用的数据采集数字滤波方法 02 限幅平均滤波法，一阶滞后滤波法，加权递推平均滤波法，消抖滤波法限幅消抖滤波法。 （6）其他 18 谢谢观看！ Simple Gifts Jewel Lullaby 167584.05 $$