實(shí)驗(yàn)4 基本數(shù)據(jù)處理算法

1、1實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)量精度和可靠性是儀器的重要指標(biāo)，引入數(shù)據(jù)處理算法后，使許多原來(lái)靠硬件電路難以實(shí)現(xiàn)的信號(hào)處理問(wèn)題得以解決，從而克服和彌補(bǔ)了包括傳感器在內(nèi)的各個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)中硬件本身的缺陷或弱點(diǎn)，提高了儀器的綜合性能。智能儀器的基本數(shù)據(jù)處理算法包括：克服隨機(jī)誤差的數(shù)字濾波算法、消除系統(tǒng)誤差的算法、工程量的標(biāo)度變換等。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能夠根據(jù)被測(cè)信號(hào)和干擾特征，選取合理的數(shù)據(jù)處理算法，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證算法的有效性。2實(shí)驗(yàn)要求與任務(wù)學(xué)習(xí)掌握數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用頻譜知識(shí)和濾波器設(shè)計(jì)知識(shí)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，直流電壓數(shù)據(jù)中，迭加了脈沖干擾，采用不同的濾波算法進(jìn)行處理，觀察處理效果。（1）設(shè)檢測(cè)信號(hào)是幅度

2、較小的直流電壓，經(jīng)過(guò)適當(dāng)放大和A/D轉(zhuǎn)換，由于50Hz工頻干擾使測(cè)量數(shù)據(jù)呈現(xiàn)周期性波動(dòng)。根據(jù)實(shí)際采樣率等參數(shù)，設(shè)計(jì)消除工頻干擾算法。（2）設(shè)計(jì)快速查表程序，實(shí)現(xiàn)標(biāo)度變換。本實(shí)驗(yàn)要求完成：任務(wù)1：在Keil c51環(huán)境下運(yùn)行，用單片機(jī)c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)：1、限副濾波法；2、中值濾波法；3、算術(shù)平均濾波法4、遞推平均濾波法任務(wù)2：實(shí)現(xiàn)P261例5.3 。要求給出程序，自已給出一組數(shù)據(jù)，給出運(yùn)行結(jié)果。參考例子：/常用的軟件濾波方法/ 1、限副濾波/ A值可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整/牐?value為有效值，new_value為當(dāng)前采樣值 / 濾波程序返回有效的實(shí)際值/*#include <reg52.h>

3、 #include <stdio.h>void main(void) int y;int A=5;int value=10; int new_value = 30;if (new_value - value > A )|(value - new_value > A ) y=value; else y=new_value; SCON=0x52;TMOD=0x20;TH1=0xf3;TR1=1; /前面4行為PRINTF函數(shù)所必須printf("Hello I am KEIL. n"); printf("I will be your frien

4、d.n");printf("x=%dn",y);while (1) ;*/在VIEW-Serial#中看到運(yùn)行結(jié)果/-/2、中位值濾波法/N值可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整/ 排序采用冒泡法#include <reg52.h> #include <stdio.h>#define N 13void main(void)unsigned int table=12,8,4,3,2,5,6,13,9,10,14,8,15;unsigned int y;unsigned int value_bufN;unsigned int count,i,j,temp;for

5、 (count=0;count<N;count+) value_bufcount = tablecount; for (j=0;j<N;j+) for (i=0;i<N-j;i+) if ( value_bufi>value_bufi+1 ) temp = value_bufi; value_bufi = value_bufi+1; value_bufi+1 = temp; y=value_buf(N-1)/2; SCON=0x52;TMOD=0x20;TH1=0xf3;TR1=1; /前面4行為PRINTF函數(shù)所必須printf("Hello I am KE

6、IL. n"); printf("I will be your friend.n");for (j=0;j<N;j+)printf("%4d,",value_bufj);printf("n");printf("y=%dn",y);while (1) ;/-3、算術(shù)平均濾波法#define N 12char filter() int sum = 0; for ( count=0;count<N;COUNT+) sum + = get_ad(); delay(); return (char)(su

7、m/N);4、遞推平均濾波法（又稱滑動(dòng)平均濾波法）/*/#define N 12 char value_bufN;char i=0;char filter() char count; int sum=0; value_bufi+ = get_ad(); if ( i = N ) i = 0; for ( count=0;count<N,COUNT+) sum = value_bufcount; return (char)(sum/N);5、中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）/*/#define N 12char filter() char count,i,j; char val

8、ue_bufN; int sum=0; for (count=0;count<N;COUNT+) value_bufcount = get_ad(); delay(); for (j=0;j<N-1;J+) for (i=0;i<N-J;I+) if ( value_buf>value_bufi+1 ) temp = value_buf; value_buf = value_bufi+1; value_bufi+1 = temp; for(count=1;count<N-1;COUNT+) sum += valuecount; return (char)(sum/

9、(N-2);6、限幅平均濾波法/*/ 略 參考子程序1、37、一階滯后濾波法/* 為加快程序處理速度假定基數(shù)為100，a=0100 */#define a 50char value;char filter() char new_value; new_value = get_ad(); return (100-a)*value + a*new_value; 8、加權(quán)遞推平均濾波法/* coe數(shù)組為加權(quán)系數(shù)表，存在程序存儲(chǔ)區(qū)。*/#define N 12char code coeN = 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_bufN; int sum=0; for (count=0,