防脈沖干擾移動平均值法數(shù)字濾波器的C語言算法

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程序匠人發(fā)表于2023-3-1423:16:00閱讀全文(2108)|回復(1)|引用通告(21)|編輯

在大量的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，現(xiàn)場的強電設備較多，不可避免地會產(chǎn)生尖脈沖干擾,這種干擾一般持續(xù)時間短，峰值大，對這樣的數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波處理時，僅僅采用算術(shù)平均或移動平均濾波時，盡管對脈沖干擾進行了1/n的處理，但，其剩余值依舊較大。這種場合最好的策略是：將被認為是受干擾的信號數(shù)據(jù)去掉，這就是防脈沖干擾平均值濾波法的原理。

防脈沖干擾平均值濾波法的算法是：對連續(xù)的n個數(shù)據(jù)進行排序，去掉其中最大和最小的2個數(shù)據(jù)，將剩余數(shù)據(jù)示平均值。

在一般8051單片機的應用中為了加快數(shù)據(jù)處理速度，n可以取值6。而對于具有較快速度的處理器，則n值可以適當取大一些。但最好是

n=2^k+2，k為整數(shù),由于這樣在求平均值average=SUM/(n-2)=SUM/2^k時，可以寫成average=SUM>>k，用移位的方法，可以加快處理速度。

上述算法顯然還存在一個不足之處，就是每采集一個數(shù)據(jù)就要進行一次排序，

這樣會大量占用系統(tǒng)寶貴的時間。這可以通過存儲當前數(shù)據(jù)中的最大值和最小值來改進。具體做法是：

系統(tǒng)中用兩個變量來存儲當前n個數(shù)據(jù)的最大值和最小值在這個數(shù)組中的

偏移量(也就是數(shù)組下標，存儲數(shù)組下標而直接不存儲數(shù)據(jù)本身是由于：在一般的系統(tǒng)中，n不會超無符號短整形的表示范圍，因此用一個char形變量就可以存儲了，而假使直接存儲數(shù)據(jù)本身，則大量狀況下要用int形變量，甚至更長的類型)。這樣只要在當前輸入的數(shù)據(jù)將要覆蓋的數(shù)據(jù)正好是當前的最大值或最小值時才在下個數(shù)組中查找最大值或最小值，而其他狀況下則只要將輸入的數(shù)據(jù)與最大值和最小值比較就可以修改下最大值和最小值了，而且不用進行數(shù)據(jù)排序。這個算法很簡單，下面是對應的C語言代碼實現(xiàn)，可以很便利的應用的具體的51單片機，或其他處理器上，只須做少量的修改。＃include\

#definedtypeunsignedint//采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型#defineuint8char

#defineLEN6//移動算術(shù)平均的個數(shù)+2=SHIFT=8,//因此用指針記錄而不是直接記錄最大值和最小值

dtypedatas[LEN];dtypeszlb(dtype_data){

/****************************//*在調(diào)用此子程序前必需對*//*pdata,datas[]數(shù)組,*//*pmax,pmin進行初始化*//****************************/uint8i;

dtypeaverage=0;//清零，用來計算平均值

pdata=(pdata+1)%LEN;//指針下標在0到LEN-1上滑動datas[pdata]=_data;//采樣所得數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)表中for(i=0;idatas[pmax])

pmax=pdata;//得到最大值的指針elseif(_datadatas[pmax])pmax=i;}

elseif(pdata==pmin)//假使當前輸入值將存入當前最大值的位置時{//由以上方法將不可行，必需從其他位置中查找極值for(i=0;i>SHIFT);//求算術(shù)平均值}

/******以下是在VC＋＋6.0環(huán)境下運行的測試程序**//***通過手動輸入來模擬數(shù)據(jù)采集過程****/voidmain()

{uint8i;dtype_data;pdata=0;pmax