基于C单片机的数字滤波要点
数字滤波程序,方法,优缺点
} 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; } } } for(count=1;count<N-1;count++) sum += value[count]; return (char)(sum/(N-2)); } 6、限幅平均滤波法 /* */ 略 参考子程序 1、 3 7、一阶滞后滤波法 /* 为加快程序处理速度假定基数为 100 ，a=0~100 */ #define a 50 char value; char filter() { char new_value; new_value = get_ad(); return (100-a)*value + a*new_value; } 8、加权递推平均滤波法 /* coe 数组为加权系数表，存在程序存储区。*/ #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<N;count++) { value_buf[count] = get_ad();
10种简单的数字滤波算法（C语言源程序）
10种简单的数字滤波算法（C语言源程序）假定从8位AD中读取数据（如果是更高位的AD可定义数据类型为int）,子程序为get_ad();1、限副滤波/* 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*/#define A 10char value;char filter(){char new_value;new_value = get_ad();if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A )return value;return new_value;}2、中位值滤波法/* N值可根据实际情况调整排序采用冒泡法*/#define N 11char filter(){char value_buf[N];char count,i,j,temp;for ( count=0;count<n;count++)< p="">{value_buf[count] = get_ad();delay();for (j=0;j<n-1;j++)< p="">{for (i=0;i<n-j;i++)< p="">{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];}3、算术平均滤波法*/#define N 12char filter(){int sum = 0;for ( count=0;count<n;count++)< p=""> {sum + = get_ad();delay();}return (char)(sum/N);}4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）/*#define N 12char value_buf[N];char i=0;char filter(){char count;int sum=0;value_buf[i++] = get_ad();if ( i == N ) i = 0;for ( count=0;count<n,count++)< p="">sum = value_buf[count];return (char)(sum/N);}5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）/* */#define N 12char filter(){char count,i,j;char value_buf[N];int sum=0;for (count=0;count<n;count++)< p="">{value_buf[count] = get_ad();delay();}for (j=0;j<n-1;j++)< p="">for (i=0;i<n-j;i++)< p="">{if ( value_buf[i]>value_buf[i+1] ){temp = value_buf[i];value_buf[i] = value_buf[i+1];value_buf[i+1] = temp;}}}for(count=1;count<n-1;count++)< p="">sum += value[count];return (char)(sum/(N-2));}6、限幅平均滤波法/**/略参考子程序1、37、一阶滞后滤波法/* 为加快程序处理速度假定基数为100，a=0~100 */ #define a 50char value;char filter(){char new_value;new_value = get_ad();return (100-a)*value + a*new_value;}8、加权递推平均滤波法/* coe数组为加权系数表，存在程序存储区。
基于单片机系统的数字滤波方法的研究_向红军
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刘 晖 ’ 微 机 控 制 系 统 的 数 字 滤 波 算 法 <@>’ 现 代 电 子 技 术 ， <#> 任 克 强 ，
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向 红 军 （=+G=D ） ， 男， 硕士研究生， 主要研究方向： 机电系统检测技 术。 收稿日期： "))*D)!D==
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中位值滤波法
中位值滤波法是对某一被测参 数 连 续 采 样 " 次
（" 一般取奇数） ，然后把 " 次采样值按大小顺序排成 一列， 排序一般采取 “冒泡排序法” ， 然后取中间值为 本次采样值。中位值滤波能有效克服因偶然因素引起 的波动或采样器不稳定引起的误码等造成的 脉 冲 干 扰。对温度、 液位等缓慢变化的被测参数采用此法能
<’B 一阶滞后滤波
一阶滞后滤波又称为低通滤波或一阶惯性滤波。 在模拟量输入通道等硬件电路中，常用一阶惯性 EF 模拟滤波器来抑制干扰， 当这种模拟方法来实现对低 频干扰的滤波时， 首先遇到的问题是要求滤波器有大 的时间常数和高精度的 EF 网络。 时间常数 ! 越大， 要 求 ( 值越大， 其漏电流就也越大 ， 从 而 使 EF 网 络 的
= 常用基于单片机的数字滤波算法 A’A 程序判断法 工程实践表明< 许多物理量的变化都存在一定的 范围< 相邻两次采样值 !" 和 !"BA 之间的变化肯定会有
一定的限度。程序判断滤波就是根据实践经验确定出 相 邻 两 次 采 样 信 号 之 间 可 能 出 现 的 最 大 偏 差 为 !- ， 若实际相邻两次采样值超出此偏差值< 则表明发生了 干扰， 剔出该数据， 并用 !"BA 代替 !"； 若小于此偏差值 < 可将该信号作为本次采样值。这样可以近似推出：
基于单片机的程控滤波器设计要点
摘要在电子电路中，滤波器是不可或缺的部分，其中有源滤波器更为常用。
一般有源滤波器由运算放大器和RC元件组成，对元器件的参数精度要求比较高，设计和调试。
也比较麻烦。
美国Maxim公司生产的可编程滤波器芯片MAX270可以通过编程对各种低频信号实现低通、高通、带通、带阻以及全通滤波处理，且滤波的特性参数如中心频率、品质因数等，可通过编程进行设置，电路的外围器件也少。
本文设计并实现了由MAX270构成的程控滤波器电路设计和实现。
单片机AT89S52是控制程序的控制过滤器的核心。
通过单片机控制继电器的吸合来控制增益电阻的连接进而实现了增益的0dB到60dB每10dB步进可调；通过单片机控制二阶低通程控滤波器MAX270，完成了在-3dB时截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调的低通滤波器的设计，调节截止频率步进为1kHz，并用LCD来显示设置参数。
应用Matlab计算椭圆滤波函数的传递函数，建立电路网络，设计出了四阶椭圆低通滤波器。
关键词：程控滤波器可编程滤波器芯片单片机ABSTRACTIn the electronic circuit, the filter is the indispensable part. Especially the active filter is used more commonly. Generally the active filter is composed of the operational amplifier and the RC part. Its requirement to the accuracy of the device's parameter is quite high, and the design and the debugging are also quite troublesome.The filter chip MAX262 which produced by American Maxim Corporation is capable of achieving low-pass, high-pass, band-pass, band elimination to each kind of low-frequency signal through programming, and the filter's characteristic parameter like center frequency, the quality factor and so on may set through programming, and the periphery component of electric circuit are also few. This article design and completed the design the design and realize of the program control filter circuit which make up of the MAX270.Monolithic integrated circuit AT89S52 is the control core of the program control filter. Controlled by the microcontroller to control relays pull the gain resistor connected in turn to achieve a gain of 0dB to 60dB 10dB step adjustable each; second-order low-pass through the SCM programmed filter MAX270, when completed in the-3dB cutoff frequency fc at 1kHz ~ 20kHz range adjustable low-pass filter design, cut-off frequency adjustment step is 1kHz, using the LCD to display the configuration parameters. Application of Matlab computing elliptic filter function of the transfer function, the establishment of the circuit network, to design a fourth-order elliptic low-pass filter.Key words:Program control Filter Programmable filter chip SCM目录1 绪论 (1)1.1 滤波器的发展 (1)1.2 课题研究的意义 (1)2 系统设计 (3)2.1 滤波器相关知识 (3)2.1.1 滤波器的分类 (3)2.2 单片机相关知识 (4)2.2.1 单片机的产生与发展 (4)2.3 系统方案设计 (6)2.3.1设计要求 (6)2.3.2 各模块方案的选择 (6)2.3.3 最终方案 (7)2.4 理论分析与计算 (10)3 硬件设计 (13)3.1 放大器模块 (13)3.2 单片机控制滤波器模块 (14)3.3 操作及显示模块 (18)4 软件设计 (20)4.1 开发软件及环境简介 (20)4.1.1 Keil (20)4.1.2 Proteus (20)4.2 系统主要程序 (21)5 系统测试 (23)5.1 指标测试 (23)5.2 误差分析 (23)5.3 功能实现 (24)结论 (26)谢辞 (27)参考文献 (28)附录 (29)1 绪论1.1 滤波器的发展从广义上讲，任何对某些频率（相对于其他频率来说）进行修正的系统称为滤波器。
单片机滤波算法
单片机滤波算法引言在许多嵌入式系统中，采集到的信号可能会受到各种干扰，如噪声、杂波等，这些干扰会使得信号变得不稳定，难以准确分析和处理。
为了降低这些干扰的影响，需要对采集到的信号进行滤波处理，将其平滑或去除掉一些不必要的波动，使得信号更加准确和可靠。
本文将介绍一种常用的单片机滤波算法，帮助读者了解如何在单片机中实现信号滤波。
一、滤波算法概述滤波算法是一种通过对信号进行加权平均或滑动平均等处理方式，以去除误差、噪声等不必要的波动，使得信号更加平稳和准确的方法。
常用的滤波算法有移动平均滤波、中值滤波、卡尔曼滤波等，它们各有特点，适用于不同的应用场景。
移动平均滤波是一种简单有效的滤波方法，它通过对连续采集到的信号值进行加权平均，计算出一个平滑的信号值。
移动平均滤波的原理是，取一定长度的信号窗口，将窗口中的信号值进行加权平均，得到一个新的信号值，然后将窗口向后滑动一个位置，重复进行加权平均，直到计算结束。
移动平均滤波可以有效地去除信号中的高频噪声，使得信号更加平稳和可靠。
中值滤波是一种基于排序的滤波方法，它通过对采集到的信号值进行排序，取其中间值作为新的信号值。
中值滤波的原理是，将一定长度的信号窗口中的信号值进行升序排列，然后取排序后的中间值作为新的信号值，重复进行这个过程，直到计算结束。
中值滤波适用于对信号中的脉冲噪声进行滤除，可以有效地去除突发性的噪声干扰，使得信号更加平滑和准确。
卡尔曼滤波是一种基于状态估计的滤波方法，它通过对信号的状态进行估计和预测，将测量值和预测值进行加权组合，得到一个更准确的信号值。
卡尔曼滤波的原理是，根据系统的状态方程和观测方程，通过状态估计和状态预测，融合测量值和预测值，得到一个最优的估计值，使得信号的估计更加稳定和准确。
卡尔曼滤波适用于对信号中的随机噪声进行滤除，可以有效地提高信号的估计精度和稳定性。
二、移动平均滤波移动平均滤波是一种简单有效的滤波方法，它通过对连续采集到的信号值进行加权平均，计算出一个平滑的信号值。
单片机数字滤波算法
单片机主要作用是控制外围的器件，并实现一定的通信和数据处理。
但在某些特定场合，不可避免地要用到数学运算，尽管单片机并不擅长实现算法和进行复杂的运算。
下面主要是介绍如何用单片机实现数字滤波。
在单片机进行数据采集时，会遇到数据的随机误差，随机误差是由随机干扰引起的，其特点是在相同条件下测量同一量时，其大小和符号会现无规则的变化而无法预测，但多次测量的结果符合统计规律。
为克服随机干扰引起的误差，硬件上可采用滤波技术，软件上可采用软件算法实现数字滤波。
滤波算法往往是系统测控算法的一个重要组成部分，实时性很强。
1采用数字滤波算法克服随机干扰的误差具有以下优点：1.数字滤波无需其他的硬件成本，只用一个计算过程，可靠性高，不存在阻抗匹配问题。
尤其是数字滤波可以对频率很低的信号进行滤波，这是模拟滤波器做不到的。
2.数字滤波使用软件算法实现，多输入通道可共用一个滤波程序，降低系统开支。
3.只要适当改变滤波器的滤波程序或运算，就能方便地改变其滤波特性，这对于滤除低频干扰和随机信号会有较大的效果。
4.在单片机系统中常用的滤波算法有限幅滤波法、中值滤波法、算术平均滤波法、加权平均滤波法、滑动平均滤波等。
2限幅滤波算法该运算的过程中将两次相邻的采样相减，求出其增量，然后将增量的绝对值，与两次采样允许的最大差值A进行比较。
A的大小由被测对象的具体情况而定，如果小于或等于允许的最大差值，则本次采样有效;否则取上次采样值作为本次数据的样本。
算法的程序代码如下：#define A //允许的最大差值char data; //上一次的数据char filter(){char datanew; //新数据变量datanew=get_data(); //获得新数据变量if((datanew-data)>A||(data-datanew>A))return data;elsereturn datanew;}说明：限幅滤波法主要用于处理变化较为缓慢的数据，如温度、物体的位置等。
基于单片机的数字滤波算法分析与实现
第24卷第6期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Vol.24,No.6 2008年11月 Journal of Qiqihar University Nov.,2008基于单片机的数字滤波算法分析与实现朱恒军，王发智，姚仲敏（齐齐哈尔大学，黑龙江 齐齐哈尔 161006）摘要：以低运算能力单片机为基础，对其数字滤波的基本原理、方法进行分析、归纳、总结，并在51单片机上实现，为进一步深入研究低运算能力嵌入式系统上的数字信号处理方法奠定基础。
关键词：单片机；数字滤波；嵌入式系统；数字信号处理中图分类号：TN911.7 文献标识码：A 文章编号：1007-984X(2008)06-0053-02单片机等低运算能力嵌入式系统应用广泛。
在用单片机进行数据采集时，经常会遇到采集速度慢、数据易出现随机误差等问题。
数字滤波技术由于其运算速度快，可方便地改变其滤波特性等特点，在解决低频干扰、随机信号的滤波等方面效果明显优于模拟滤波技术。
在单片机等低运算能力嵌入式系统上研究可实现的数字信号处理方法具有重要的现实意义。
1 常用的数字滤波算法通过对单片机应用环境的分析，在实践中得到一些单片机中能够实现的简单数字滤波算法。
常用的有以下几种：限幅滤波法、中值滤波法、算术平均滤波法、加权平均滤波法、滑动平均滤波法、低通滤波法、复合滤波法。
2 数字滤波算法基本原理1）限幅滤波法。
限幅滤波法是把两次相邻的采样值相减，求出增量并用绝对值表示，然后与两次采样允许的最大值⊿Y 进行比较。
⊿Y 的大小由被测对象的具体情况而定，若小于或等于⊿Y ，则取本次样本值；若大于⊿Y ，则取上次采样值作为本次采样数据的样本。
2）中值滤波法。
中值滤波法是将某一参数连续采样N 次，N 通常是奇数，然后把N 次采样值按从小到大排队，再取中间值作为本次采样值。
3）算术平均滤波法。
算术平均值滤波法是连续取N 次采样值进行算术平均。
4）加权平均滤波法。
加权平均滤波法是对N 次采样值分别乘以不同的加权系数之后再求累加和。
基于单片机系统的数字滤波方法研究
基于单片机系统的数字滤波方法研究作者：马桂英来源：《科学家》2017年第06期摘要随着现代科学技术的发展，数字技术也得到了较好的进步，数字滤波技术在单片机系统中的应用也越来越广泛。
在研究中，笔者将对现阶段比较常见的几种数字滤波方法进行论述，并通过对比分析将这些方法的优缺点和适用的对象进行论述。
关键词单片机；数字滤波；研究中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）06-0077-01数字滤波是由软件算法来实现的，和硬件滤波将比较，优势在于不需要增加硬件设备，仅仅需要在程序进入控制算法之前加设一个数字滤波程序。
在微机化控制系统之中，每一个信号的采集通道都可以共用同一个数字滤波程序，这就比硬件滤波减少了多个滤波器的使用。
除此之外，数字滤波的使用更为灵活，而且只要进行适当的滤波程序改变，就能够实现不同的滤波效果。
就目前的而言，有很多基于单片机的数字滤波方法，常见的几种数字滤波方法有程序判断法、中位值滤波法、算术平均滤波法等。
1 常用的基于单片机的数字滤波算法1.1 程序判断法在大量的工程实践结果的表现下，很多的物理量的变化其实都存在着一定的范围，例如相邻的两次采样值yM和yM-1之间的变化就有着一定的限度。
程序判断滤波就是根据实践的结论量进行两次采样信号之间的最大偏差值的确认，一旦相邻采样值超出了偏差值以后，就表明其中存在着干扰问题，需要将这部分数据进行剔除，也就是需要用ym-1来代替ym。
当小于偏差值得时候，那么该信号就能够作为本次的采样值。
1.2 中位值滤波法对于中位值滤波法而言，就是将某一个被测参数进行连续的采样，然后将连续采样的值根据大小顺序进行排列，排列的主要方法是“冒泡排序法”，通过“冒泡排序法”将数据进行排序之后，选择中间值作为采样的采样值。
对于中位值滤波法而言，其很大程度上能够克服由于偶然因素导致的数据波动或者因为采样器不稳定引发的误码现象。
中位值滤波法主要应用于温度、液体等变化比较缓慢的被测参数。
单片机系统中数字滤波的算法
标签：要学习学习再学习2008-02-02 11:39随机误差是有随机干搅引起的，其特点是在相同条件下测量同一个量时，其大小和符号做无规则变化而无法预测，但多次测量结果符合统计规律。
为克服随机干搅引入的误差，硬件上可采用滤波技术，软件上可以采用软件算法实现数字滤波，其算法往往是系统测控算法的一个重要组成部分，实时性很强，采用汇编语言来编写。
采用数字滤波算法克服随机干搅引入的误差具有以下几个优点：（1）数字滤波无须硬件，只用一个计算过程，可靠性高，不存在阻抗匹配问题，尤其是数字滤波可以对频率很高或很低的信号进行滤波，这是模拟滤波器做不到的。
（2）数字滤波是用软件算法实现的，多输入通道可用一个软件“滤波器”从而降低系统开支。
（3）只要适当改变软件滤波器的滤波程序或运行参数，就能方便地改变其滤波特性，这个对于低频、脉冲干搅、随机噪声等特别有效。
常用的数字滤波器算法有程序判断法、中值判断法、算术平均值法、加权滤波法、滑动滤波法、低通滤波法和复合滤波法。
1．程序判断法：程序判断法又称限副滤波法，其方法是把两次相邻的采样值相减，求出其增量（以绝对值表示）。
然后与两次采样允许的最大差值△Y进行比较，△Y的大小由被测对象的具体情况而定，若小于或等于△Y，则取本次采样的值；若大于△Y，则取上次采样值作为本次采样值，即|y n - y n-1|≤△Y，则yn有效，|yn -yn-1|＞△Y，则yn-1有效。
式中 yn ——第n次采样的值；Yn-1——第（n-1）次采样的值；；△Y——相邻两次采样值允许的最大偏差。
设R1和R2为内部RAM单元，分别存放yn-1和yn，滤波值也存放在R2单元，采用MCS-51单片机指令编写的程序判断法子程序如下：付表1.2．中值滤波法即对某一参数连续采样N次（一般N为奇数），然后把N次采样值按从小到大排队，再取中间值作为本次采样值。
设DATA为存放采样值的内存单元首地址，SAMP为存放滤波值的内存单元地址，N为采样值个数，用MCS-51指令编写的中值滤波子程序如下：副表2.3．算术平均值滤波算法算术平均滤波法就是连续取N次采样值进行算术平均，其数学表达式是：Y=∑y iN~y=1/N ∑ y ii=1式中 ~y——N个采样值的算术平均值；Yi ——第i个采样值；设8次采样值依次存放在地址DATA开始的连续单元中，滤波结果保留在累加器A中，程序如下：副表3.4.加权平均滤波法算术平均滤波法存在前面所说的平滑和灵敏度之间的矛盾。
基于单片机的数字滤波器设计
基于单片机数字滤波器设计摘要数据采集又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。
数据采集技术广泛应用在各个领域。
比如摄像头，麦克风，都是数据采集工具。
被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度，水位，风速，压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。
在互联网行业快速发展的今天，数据采集已经被广泛应用于互联网及分布式领域，数据采集领域已经发生重要变化。
而在数据采集中存在各种噪声。
滤除噪声的方法有很多种，既有数字滤波器，也有模拟滤波器。
本文采用了基于单片机和c语言来设计并开发数字滤波系统。
针对于单片机数据采集系统中经常出现的随机干扰，通过交流信号发生器输入来模拟数据采集过程，验证了几种使用较为普遍的克服随机干扰的单片机数字滤波算法，并给出了相应的c程序，同时也对这几种滤波算法进行了比较，并指出每一种算法具体适用范围和注意事项。
另外本文使用了proteus进行仿真验证这几种滤波方法，用了AD和DA来采集及输出数据。
关键词单片机/proteus/数字滤波。
BASED ON SCM DIGITALFILTER DESIGNABSTRACTData acquisition, also called data acquisition is the use of a device from the system input to external data collection and an interface that internal system. Data collection technology is widely quoted in various fields. Such as cameras, microphones, are data acquisition tools. Are collected data has been converted to telecommunications number of various physical quantities such as temperature, pressure, water, wind speed, etc, can be analogue, also can be the digital quantity. In the Internet industry fast development today, data acquisition has been widely used in Internet and distributed field, data acquisition field has changed in important changes. And in data acquisition exist in all sorts of noise. Filter out the noise a variety of ways, both digital filters, also have simulation filter. Here we adopted based on SCM and C language to design and develop digital filtering system. We based on single-chip microcomputer data acquisition system often appears in the random disturbance, through the manual input to simulate data acquisition process, and verifies the several use common overcome random disturbance single-chip digital filtering algorithm, and presents the corresponding C program, especially for the median value filter and the median value average filtering algorithm procedures were improved. Also on this compares several filtering algorithm, and points out the concrete each kind of algorithm is applicable range and precautions. In addition we use the simulation test this proteus several filtering method. In addition we still use the AD and DA to harvest and output data.KEY WORDS microcontroller, proteus, digital filter目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1数字滤波器特点 (1)1.2数字滤波器的设计 (2)2 数字滤波设计原理 (3)2.1中值滤波 (3)2.2算数平均滤波 (4)2.3 加权平均滤波 (5)2.4 中位值平均滤波 (6)2.5限幅滤波 (7)3 滤波器硬件设计 (8)3.1 单片机AT89C51 (8)3.2 数据采集 (9)3.3 数模转换输出 (10)3.4 总体电路图 (10)4 程序设计 (11)4.1 滤波算法设计 (11)4.2 AD转换器 (12)4.3 滤波算法的选择 (12)4.4 总体程序 (13)4.5 程序流程图 (13)5 仿真结果和分析 (14)6 数字滤波器新算法分析 (18)6.1 滑动平均滤波 (18)6.2 一阶滞后滤波 (18)6.3加权递推平均滤波 (19)6.4 消抖滤波 (20)7 总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录A (25)附录B (26)1 绪 论1.1 数字滤波器特点现在工业控制系统中，电路系统变得越来越复杂，因而带来的相互干扰也越来越强烈，模拟滤波电路已不能满足要求，数字滤波应运而生。
单片机C语言程序--十种软件滤波方法
temp = value_buf[i]; value_buf[i] = value_buf[i+1]; value_buf[i+1] = temp; } } } return value_buf[(N‐1)/2]; }
3、算术平均滤波法 A、方法： 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 B、优点： 适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波 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 C、缺点： 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 比较浪费 RAM
10、限幅消抖滤波法 A、方法： 相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法” 先限幅,后消抖 B、优点： 继承了“限幅”和“消抖”的优点 改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统 C、缺点： 对于快速变化的参数不宜
参考子程序 1、9 /bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3226367&bbs_id=9999
if ( value_buf[i]>value_buf[i+1] ) {
temp = value_buf[i]; value_buf[i] = value_buf[i+1]; value_buf[i+1] = temp; } } } for(count=1;count<N‐1;count++) sum += value[count]; return (char)(sum/(N‐2)); }
基于单片机系统的数字滤波方法
基于单片机系统的数字滤波方法1 多任务机制在单片机上的实现原理传统的单片机任务程序，在通常情况下会采用单任务方法。
单机制任务系统具有两个优点，第一个简单直观，第二个容易控制。
但是因为单机制程序只允许按照顺序依次执行，灵活性非常缺乏，只能够使用中断函数实时地处理一些简单的任务，如果使用一些比较复杂的应用，就会变得不易掌握。
多任务操作机制是现代操作系统的优点，它是将多任务操作机制引入单片机系统当中，然后快速提高单片机系统的工作效率，满足多任务系统的要求。
CPU的运行时间是根据不同优先级别分配给每个不相同的应用程序，每个应用程序在规定的时间片内使用CPU。
而时间片的划分在多任务操作机制中是切实可行的。
但是同时也要求单片机操作系统的运行能力必须简单易懂。
最常见的单片机是根据系统时钟将CPU 的运行时间进行划分划分，再通过系统的调度程序分给每个不同的任务模块。
这种多任务操作机制系统适合实时性需求比较高的场合。
将这种机制引入单片机系统中可以大大提高工作效率，满足各项任务需求。
什么叫实时多任务？其实实时多任务简单来说，也就是计算机在固定的时间以内由一个系统同时运行几个程序，在几个应用程序之间能够飞快地切换，开启的程序轮流使用CPU，但是因为切换时间过于短暂，所以容易让人误以为在同一时间内操作系统中运行多个操作程序的错觉。
看看操作系统，多任务系统只有两种形式，第一种是协同式，第二种是抢占式。
在协同式操作系统中，每个任务具有不同的优先级，当前任务优先级如果领先于其他任务，那么它一定会切换到最高优先级，系统的实时性被最大限度的提升，这种方法只适用于实时性较高的检测系统。
而在第二种抢占式当中，操作系统必须具有抢走另一个应用程序的能力，但是不用担心它会独占系统，因为系统自然地合理安排每个应用程序的时间。
这种系统之所以被称为抢占式系统，是因为它不论任何时候都会抢先一步取得控制系统的权利。
这样做能够让操作系统的独立性更好，但是相对的实时性也会在同一时间下降。
c语言单片机均方根滤波算法
c语言单片机均方根滤波算法C语言单片机均方根滤波算法引言：在实际应用中，信号通常会受到各种噪声的干扰，为了准确地处理信号，需要对其进行滤波处理。
均方根滤波算法是一种常用的滤波算法，它可以有效地去除信号中的高频噪声，提取出信号的有效成分。
本文将介绍C语言单片机实现均方根滤波算法的原理及其应用。
一、均方根滤波算法原理均方根滤波算法是一种基于统计学原理的滤波算法，它通过计算信号的均方根值来实现滤波。
其原理可以概括为以下几个步骤：1. 采样信号：从传感器或外部设备中获取信号，并对其进行采样。
采样频率要足够高，以保证准确性和可靠性。
2. 平方求和：将采样得到的信号值进行平方运算，并将结果相加。
这一步是为了得到信号的均方值。
3. 均值计算：将上一步得到的平方和除以采样点数，得到信号的均值。
4. 开方运算：对均值进行开方运算，得到信号的均方根值。
5. 输出结果：将均方根值作为滤波后的信号输出，用于后续处理或显示。
二、C语言单片机实现均方根滤波算法C语言在单片机编程中广泛应用，下面将介绍如何在单片机上使用C语言实现均方根滤波算法。
1. 硬件准备：选择一款支持C语言编程的单片机，如STC89C52。
连接信号源和单片机的模拟输入引脚，以便获取信号。
2. 采样和计算：编写C语言程序，在程序中设置采样频率和采样点数，并通过模拟输入引脚获取信号值。
对每一个采样点进行平方运算，并将结果累加到一个变量中。
3. 均值计算和开方运算：在程序中对累加得到的平方和除以采样点数，得到信号的均值。
然后对均值进行开方运算，得到信号的均方根值。
4. 输出结果：将均方根值通过串口或其他方式输出，用于后续处理或显示。
三、均方根滤波算法的应用均方根滤波算法广泛应用于信号处理领域，以下列举几个常见的应用场景：1. 传感器信号处理：在温度、湿度、压力等传感器信号采集过程中，常常伴随着各种噪声。
通过均方根滤波算法可以去除这些噪声，提取出真实的信号成分。
基于单片机的数字滤波算法分析与实现
２０ 年 ｌ 月 ０８ １
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
Ｊ ｕ ａ ｆ ｑｈ ｒＵｎｖ ｓｔ ｏ ｒ ｌ ｉａ ｉｅｒｉ ｎ ｏ Ｑｉ ｙ
Ｖｏ ．４Ｎｏ６ １ ． ． ２
Ｎ ｖ，０ ８ ｏ． ０ ２
基 于单 片机 的数字滤波算法分析 与实现
朱恒军 ，王发智 ，姚仲敏
１ 限幅滤波法 。限幅滤波法是把两次相邻的采样值相减 ，求出增量并用绝对值表示 ，然后与两次采 ） 样允许的最大值 ｙ 进行 比较 。 ｙ的大小 由被测对象的具体情况而定 ， 若小于或等于 ｙ 则取本次样本 ，
值 ；若大于 ｙ ，则取上次采样值作为本次采样数据的样本 。 ２ ）中值滤波法。中值滤波法是将某一参数连续采样 Ⅳ次 ， Ⅳ通常是奇数 ，然后把 Ⅳ次采样值按从小
・
５ ４・
齐 齐 哈 尔 大 学 学 报
２０ 年 ０８
法的特点是用、 中 值滤波算法滤掉采样值中的 脉冲干扰， 然后把剩余的各采样值进行递推平均滤波。 基本算 法为：Ｙ Ｙ ≤ ， ｌ ２… 其中，３ Ｎ ；歹 ２ Ｙ＋ 卜／ 一 ） ≤ ４ ＝ ＋ ｓ …＋ ，）Ⅳ ２。 １【
１ 常用 的数 字滤波算 法
通过对单片机应用环境的分析 ， 在实践 中得到一些单片机中能够实现 的简单数字滤波算法。常用的有
以下几种 ： 限幅滤波法 、中值滤波法 、 算术平均滤波法 、 加权平均滤波法 、 滑动平均滤波法 、 低通滤波法、
复合 滤 波法 。
２ 数字滤波算法 基本 原理
ｒ ｔ ＇ ｄ ｔ ａ ｔ ｅｍｎ ａａ ｓ； ｌ ｒｔ ｒ ｄ ｔ ｎ ｗ； ｅｕｎ ａａ ｅ
｛ ｔ ｐ ｖ ｕ ｌ ］ ｅ ＝ａ ｅｂ￣ｊ ｍ ｌ ；
单片机dac滤波
单片机dac滤波
单片机DAC滤波是指在单片机系统中，利用数字模拟转换器（DAC）对信号进行滤波处理的过程。
这种滤波通常用于消除噪声、平滑信号或提取特定频率的成分。
在单片机DAC滤波中，通常使用低通滤波器（LPF）或带通滤波器（BPF）来实现。
低通滤波器主要用于滤除高频噪声，保留低频信号；带通滤波器则用于提取特定频率范围的信号，滤除其他频率成分。
单片机DAC滤波的实现方法有多种，其中一种常用的方法是使用离散时间滤波器（Discrete-Time Filter，简称DTL）。
离散时间滤波器基于离散时间信号处理理论，通过一系列离散时间点上的样本值来逼近连续时间信号。
在单片机DAC滤波中，离散时间滤波器可以通过对DAC输出的离散值进行加权平均，实现连续时间信号的低通或带通滤波。
另外，还有一种常用的方法是使用无限冲激响应滤波器（Infinite Impulse Response Filter，简称IIR滤波器）或有限冲激响应滤波器（Finite Impulse Response Filter，简称FIR滤波器）。
这些滤波器通过对输入信号进行卷积运算，实现信号的滤波处理。
在单片机DAC滤波中，可以使用IIR或FIR滤波器对DAC输出的离散值进行卷积运算，实现连续时间信号的低通或带通滤波。
总的来说，单片机DAC滤波是一种有效的信号处理方法，可以用于消除噪声、平滑信号或提取特定频率的成分。
根据具体的应用需求，可以选择不同的滤波器类型和实现方法，以达到最佳的滤波效果。
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湖北师范学院教育信息与技术学院2010级信息工程专业综合课程社稷（一）HUBEI NORMAL UNIVERSITY综合课程设计（一）Integrated Curriculum Design（1）任务分工：尤杉：整体系统设计及编程调试。
柯俊：进行资料的查询。
钱德超：辅助编程，及proteus电路图的绘制。
陈小浩：完成word文档的编辑。
摘要 (I)1 绪论 (1)1.1仿真软件介绍 (2)1.2数字滤波器介绍 (2)2 单片机和AD/DA相关知识 (4)2.1 51单片机相关知识 (4)2.2 AD转换器相关知识 (5)2.3 DA转换器相关知识 (6)3 数字滤波器设计 .................................. 错误！未定义书签。
3数字滤波器系统设计 (7)3.1 数字滤波器理论分析设计 (7)3.2 单片机电路 (9)3.3 数据采集电路............................... 错误！未定义书签。
3.4 数模转换输出电路 (10)3.5 数字电压表系统电路原理图 (11)4 程序设计 (11)4.1程序流程图 (11)4.2 AD转换器程序.............................. 错误！未定义书签。
4.3 程序代码 (12)6 心得与体会 (20)参考文献 (21)1 绪论1.1仿真软件介绍现代工业控制系统中，电路系统越来越复杂，因而带来的相互干扰也越来越强烈，模拟滤波电路已经不能满足要求，数字滤波应运而生。
数字滤波器的实现过程的实现过程是把输入的模拟信号数字化，也就是由采样器对输入的模拟信号进行周期性的采样，并对每个样本进行量化和编码，即模数转换。
从ADC输出的数字信号送入到数字信号处理器进行处理变化，处理器输出的数字信号再通过数模转换为模拟信号，这个过程要用到DAC来转换实现模拟信号的输出。
1.2数字滤波器介绍Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。
它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是:(1)现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。
具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
(2)支持主流单片机系统的仿真。
目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。
(3)提供软件调试功能。
在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。
(4)具有强大的原理图绘制功能。
可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。
还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。
配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。
在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。
PROTEUS 是单片机课堂教学的先进助手。
PROTEUS不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。
前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。
它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。
这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。
课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。
由于PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。
2 单片机和AD/DA相关知识2.1 51单片机相关知识51单片机是对目前所有兼容intel 8031指令系统的单片机的统称。
该系列单片机的始祖是intel的8031单片机，后来随着技术的发展，成为目前广泛应用的８为单片机之一。
单片机是在一块芯片内集成了CPU、RAM、ROM、定时器／计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路，又称为MCU。
51系列单片机内包含以下几个部件：一个８位CPU；一个片内振荡器及时钟电路；4KB的ROM程序存储器；一个128B的RAM数据存储器；寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路；32条可编程的I/O口线；两个16位定时／计数器；一个可编程全双工串行口；５个中断源、两个优先级嵌套中断结构。
51系列单片机如下图：图1 51单片机引脚图ADC0808是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式ＡＤ转换器。
其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
（1）主要特性：1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。
2）具有转换起停控制端。
3）转换时间为100μs(时钟为640kHz时)，130μs（时钟为500kHz时）4）单个+5V电源供电5）模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准。
6）工作温度范围为-40～+85摄氏度7）低功耗，约15mW。
（2）内部结构ADC0808是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图13．22所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。
图2 ADC0808引脚根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。
主要性能如下：（1）分辨率为8位；（2）电流稳定时间1us；（3）可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；（4）只需在满量程下调整其线性度；（5）单一电源供电（+5V～+15V）；（6）低功耗，20mW。
DAC0832引脚功能电路应用原理图DAC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。
所以这个芯片的应用很广泛,关于DAC0832应用的一些重要资料见下图： D/A转换结果采用电流形式输出。
若需要相应的模拟电压信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。
运放的反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，也可外接。
DAC0832逻辑输入满足TTL电平，可直接与TTL电路或微机电路连接。
图2 ADC0809引脚图2 ADC0809引脚图3 DAC0832引脚3数字滤波器系统设计3.1 数字滤波器理论分析设计数字滤波方法有很多种，如中值滤波、算术平均滤波、加权平均滤波，限幅滤波等等。
本次课程设计我选用的是限幅滤波方法和中位值滤波法限幅滤波的基本原理是把两次相邻时刻（n和n-1）的采样值Yn和Yn-1相减，求出其差值，以绝对值表示，然后将这个差值与两次采样允许的最大偏差值ΔY比较，如果两次采样值的差值超过了允许的最大偏差值ΔY，则认为发生了随机干扰，并认为最后一次采样值Yn非法，应予剔除。
剔除Yn后，可用Yn-1代替Yn；若未超过允许的最大偏差值范围，则认为本次采样值有效。
可用如下公式表示：|Yn-Yn-1|≤ΔY；则Yn有效|Yn-Yn-1|＞ΔY；则Yn-1有效此算法的样例子程序如下：#define A 11 //A值可根据实际情况调整char data; //上一次的数据char filter_1(){char datanew; //新数据变量datanew=get_data(); //获得新数据//滤波算法uchar filter1(){uchar new_value,value;value=get_data(N-2); //把第十个值给valuenew_value = get_data(N-1); // 第十一个值给new_valueif ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A ) ) //如果差值大于0.002return value;return new_value;//中位值滤波算法void filter2(){int count,i,j; //定义存储数据的数组uchar temp; //定义存储数据的数组for(count=0;count<N;count++) //获取数据{buf[count]=get_data(count);}for(j=0;j<N-1;j++) //用冒泡法对数据进行排序，当然最好用其他排序方法{for(i=0;i<N-j;i++)if(buf[i]>buf[i+1]){temp=buf[i];buf[i]=buf[i+1];buf[i+1]=temp;}}res=buf[(N-1)/2]; //11个数排序后取中间的数值}该算法主要用于处理变化比较缓慢的数据，如温度、物体的位置等。
使用时关键在于最大偏差值的Δy的选择，通常可根据经验获得，也可按照输出参数可能的最大变化速度Vmax及采样周期T来决定ΔY的值，即ΔY=VmaxT。
3.2 整体框架整体框架图如下：3.1单片机最小系统如下：图4 单片机最小系统使用51系列单片机——AT89C51，利用这个单片机进行编程，实现对输入信号的滤波。
我使用了P0口作为接受AD转换的结果的端口，而P1口则输出数据到DA转换器。
另外还利用了P2作为控制端口，P2.0-P2.2用来控制AD转换器，而P1.0-P1.3外接四个开关，用来实现滤波方式的选择。
3.3数据采集电路由于ADC0809是带地址锁存的模数转换器件，ADDA、ADDB、ADDC为模拟通道选择，编码为000~111分别选中IN0~IN7。
ALE为地址锁存信号，其上升沿锁存ADDA、ADDB、ADDC的信号，译码后控制模拟开关，接通八路模拟输入中相应的一路。
CLK为输入时钟，为AD转换器提供转换的时钟信号，典型工作频率为500KHz-600kHZ。
START为AD转换启动信号，正脉冲启动ADDA~ADDC选中的一路模拟信号开始转换。