防脈沖干擾移動(dòng)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(fù)(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(chǎng)的強(qiáng)電設(shè)備較多，不可避免地會(huì)產(chǎn)生尖脈沖干擾,這種干擾一般持續(xù)時(shí)間短，峰值大，對(duì)這樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波處理時(shí)，僅僅采用算術(shù)平均或移動(dòng)平均濾波時(shí)，盡管對(duì)脈沖干擾進(jìn)行了1/n的處理，但，其剩余值依舊較大。這種場(chǎng)合最好的策略是：將被認(rèn)為是受干擾的信號(hào)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(duì)連續(xù)的n個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，去掉其中最大和最小的2個(gè)數(shù)據(jù)，將剩余數(shù)據(jù)示平均值。

在一般8051單片機(jī)的應(yīng)用中為了加快數(shù)據(jù)處理速度，n可以取值6。而對(duì)于具有較快速度的處理器，則n值可以適當(dāng)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(shí)，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(gè)不足之處，就是每采集一個(gè)數(shù)據(jù)就要進(jìn)行一次排序，

這樣會(huì)大量占用系統(tǒng)寶貴的時(shí)間。這可以通過存儲(chǔ)當(dāng)前數(shù)據(jù)中的最大值和最小值來改進(jìn)。具體做法是：

系統(tǒng)中用兩個(gè)變量來存儲(chǔ)當(dāng)前n個(gè)數(shù)據(jù)的最大值和最小值在這個(gè)數(shù)組中的

偏移量(也就是數(shù)組下標(biāo)，存儲(chǔ)數(shù)組下標(biāo)而直接不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)本身是由于：在一般的系統(tǒng)中，n不會(huì)超無符號(hào)短整形的表示范圍，因此用一個(gè)char形變量就可以存儲(chǔ)了，而假使直接存儲(chǔ)數(shù)據(jù)本身，則大量狀況下要用int形變量，甚至更長(zhǎng)的類型)。這樣只要在當(dāng)前輸入的數(shù)據(jù)將要覆蓋的數(shù)據(jù)正好是當(dāng)前的最大值或最小值時(shí)才在下個(gè)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(jìn)行數(shù)據(jù)排序。這個(gè)算法很簡(jiǎn)單，下面是對(duì)應(yīng)的C語言代碼實(shí)現(xiàn)，可以很便利的應(yīng)用的具體的51單片機(jī)，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(dòng)算術(shù)平均的個(gè)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(duì)*//*pdata,datas[]數(shù)組,*//*pmax,pmin進(jìn)行初始化*//****************************/uint8i;

dtypeaverage=0;//清零，用來計(jì)算平均值

pdata=(pdata+1)%LEN;//指針下標(biāo)在0到LEN-1上滑動(dòng)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(dāng)前輸入值將存入當(dāng)前最大值的位置時(shí){//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(yùn)行的測(cè)試程序**//***通過手動(dòng)輸入來模擬數(shù)據(jù)采集過程****/voidmain()

{uint8i;dtype_data;pdata=0;pmax