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MCS-51单片机实用子程序库 滤波程序

xilinxue  发表于 2009/2/10 12:59:57      1820 查看 9 回复  [上一主题]  [下一主题]

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;一阶加权滞后滤波程序
;入口: A,DELTY
;占用资源: B,R3,R4
;堆栈需求: 2字节
;出口: A
C_BQFILT_HANDLE:
 MOV B,A
 CLR  A
 MOV  DPTR,#C_BQFILT_HANDLE_TABLE
 MOVC  A,@A+DPTR
 MUL  AB
 MOV  R4,A
 MOV  R3,B
 MOV  A,#01H
 MOVC  A,@A+DPTR
 MOV  B,DELTY
 MUL  AB
 ADD  A,R4
 MOV  R4,A
 MOV  A,B
 ADDC  A,R3
 MOV  R3,A
 MOV  A,R4
 JNB  ACC.7,C_BQFILT_HANDLE_1
 INC  R3
C_BQFILT_HANDLE_1:
 MOV  A,R3
 MOV  DELTY,A
 RET
C_BQFILT_HANDLE_TABLE:
 DB 80H,80H
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    xilinxue   发表于 2009/2/10 12:55:17

    加权递推平均滤波法
    A方法
    是对递推平均滤波法的改进,即不同时刻的数据加以不同的权
    通常是,越接近现时刻的资料,权取得越大
    给予新采样值的权系数越大,则灵敏度越高,但信号平滑度越低
    B优点
    适用于有较大纯滞后时间常数的对象
    和采样周期较短的系统
    C缺点
    对于纯滞后时间常数较小,采样周期较长,变化缓慢的信号
    不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度,滤波效果差
    2楼 回复本楼

    引用 xilinxue 2009/2/10 12:55:17 发表于2楼的内容

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    xilinxue   发表于 2009/2/10 12:55:53

    ;限幅滤波程序
    ;入口: A,SDAT,DELTY
    ;占用资源: B
    ;堆栈需求: 2字节
    ;出口: A
    C_JUGFILT_HANDLE:
     MOV B,A
     CLR C
     SUBB A,SDAT
     JNC C_JUGFILT_HANDLE_1
     CPL A
     INC A
    C_JUGFILT_HANDLE_1:
     SETB A
     SUBB A,#DELTY
     JNC C_JUGFILT_HANDLE_2
     MOV A,SDAT
     SJMP C_JUGFILT_HANDLE_Exit
    C_JUGFILT_HANDLE_2:
     MOV  A,B
     MOV  SDAT,A
    C_JUGFILT_HANDLE_Exit:
     RET
    /*  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 10


    char value;


    char filter()
    {
       char  new_value;
       new_value = get_ad();
       if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A )
          return value;
       return new_value;
            
    }

    3楼 回复本楼

    引用 xilinxue 2009/2/10 12:55:53 发表于3楼的内容

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    xilinxue   发表于 2009/2/10 12:56:19

    ;中位值滤波程序
    ;入口: ADDPH,ADDPL,N
    ;占用资源: ESELSORT
    ;堆栈需求: 4字节
    ;出口: A
    C_MEDFILT_HANDLE:
     LCALL  C_ESELSORT_HANDLE
     MOV  A,N
     CLR  C
     RRC  A
     ADD  A,ADDPL
     MOV  DPL,A
     MOV  A,ADDPH
     MOV  DPH,A
     JNC  C_MEDFILT_HANDLE_Loop
     INC  DPH
    C_MEDFILT_HANDLE_Loop:
     MOVX  A,@DPTR
     RET
    #define N  11


    char filter()
    {
       char value_buf[N];
       char count,i,j,temp;
       for ( count="0";count<N;count++)
       {
          value_buf[count] = get_ad();
          delay();
       }
       for (j=0;j<N-1;j++)
       {
          for (i=0;i<N-j;i++)
          {
             if ( value_buf>value_buf[i+1] )
             {
                temp = value_buf;
                value_buf = value_buf[i+1];
                 value_buf[i+1] = temp;
             }
          }
       }
       return value_buf[(N-1)/2];
    }   

    4楼 回复本楼

    引用 xilinxue 2009/2/10 12:56:19 发表于4楼的内容

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    xilinxue   发表于 2009/2/10 12:56:39

    ;N点算术平均滤波
    ;入口: ADDPH,ADDPL,N
    ;占用资源: B,R3,R4
    ;堆栈需求: 2字节
    ;出口: A
    C_AVFILT_HANDLE:
     MOV  A,ADDPL
     MOV  DPL,A
     MOV  A,ADDPH
     MOV  DPH,A
     CLR  A
     MOV  R3,A
     MOV  R4,A
     MOV  R7,N
    C_AVFILT_HANDLE_1:
     MOVX  A,@DPTR
     INC  DPTR
     ADD  A,R4
     MOV  R4,A
     JNC  C_AVFILT_HANDLE_2
     INC  R3
    C_AVFILT_HANDLE_2:
     DJNZ  R7,C_AVFILT_HANDLE_1
     MOV  R7,N
     MOV  R2,#00H
     LCALL  C_NDIV_3_1_HANDLE
     MOV  A,R4
     RET


    #define N 12


    char filter()
    {
       int  sum = 0;
       for ( count="0";count<N;count++)
       {
          sum + = get_ad();
          delay();
       }
       return (char)(sum/N);
    }

    5楼 回复本楼

    引用 xilinxue 2009/2/10 12:56:39 发表于5楼的内容

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    xilinxue   发表于 2009/2/10 12:57:07

    ;N点加权平均滤波
    ;入口: ADDPH,ADDPL,N
    ;占用资源: B,R3,R4
    ;堆栈需求: 2字节
    ;出口: A
    C_QAVFILT_HANDLE:
     CLR A
     MOV  R3,A
     MOV  R4,A
     MOV  R7,N
     MOV  P2,ADDPH
     MOV  R1,ADDPL
     MOV  DPTR,#C_QAVFILT_HANDLE_TABLE
    C_QAVFILT_HANDLE_1:
     MOVC  A,@A+DPTR
     MOV  B,A
     MOVX  A,@R1
     INC  DPTR
     INC  R1
     MUL  AB
     ADD  A,R4
     MOV  R4,A
     MOV  A,B
     ADDC  A,R3
     MOV  R3,A
     DJNZ  R7,C_QAVFILT_HANDLE_1
     MOV  ,R4
     JNB  ACC.7,C_QAVFILT_HANDLE_2
     INC  R3
    C_QAVFILT_HANDLE_2:
     MOV  A,R3
     RET
    C_QAVFILT_HANDLE_TABLE:
     DB 05
    6楼 回复本楼

    引用 xilinxue 2009/2/10 12:57:07 发表于6楼的内容

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    xilinxue   发表于 2009/2/10 12:57:27

    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();
          delay();
       }
       for (count=0,count<N;count++)
          sum += value_buf[count]*coe[count];
       return (char)(sum/sum_coe);
    }

    7楼 回复本楼

    引用 xilinxue 2009/2/10 12:57:27 发表于7楼的内容

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    xilinxue   发表于 2009/2/10 12:57:45

    消抖滤波法


    #define N 12


    char filter()
    {
       char count="0";
       char new_value;
       new_value = get_ad();
       while (value !=new_value);
       {
          count++;
          if (count>=N)   return new_value;
           delay();
          new_value = get_ad();
       }
       return value;   
    }

    8楼 回复本楼

    引用 xilinxue 2009/2/10 12:57:45 发表于8楼的内容

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    xilinxue   发表于 2009/2/10 12:58:08

    ;一阶加权滞后滤波程序
    ;入口: A,DELTY
    ;占用资源: B,R3,R4
    ;堆栈需求: 2字节
    ;出口: A
    C_BQFILT_HANDLE:
     MOV B,A
     CLR  A
     MOV  DPTR,#C_BQFILT_HANDLE_TABLE
     MOVC  A,@A+DPTR
     MUL  AB
     MOV  R4,A
     MOV  R3,B
     MOV  A,#01H
     MOVC  A,@A+DPTR
     MOV  B,DELTY
     MUL  AB
     ADD  A,R4
     MOV  R4,A
     MOV  A,B
     ADDC  A,R3
     MOV  R3,A
     MOV  A,R4
     JNB  ACC.7,C_BQFILT_HANDLE_1
     INC  R3
    C_BQFILT_HANDLE_1:
     MOV  A,R3
     MOV  DELTY,A
     RET
    C_BQFILT_HANDLE_TABLE:
     DB 80H,80H
    /* 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;
    }

    9楼 回复本楼

    引用 xilinxue 2009/2/10 12:58:08 发表于9楼的内容

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    xilinxue   发表于 2009/2/10 12:59:57

     


    第1种方法限幅滤波法(又称程序判断滤波法)
    A方法
    根据经验判断,确定两次采样允许的最大偏差值(设为A)
    每次检测到新值时判断:
    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,放弃本次值,用上次值代替本次值
    B优点
    能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰
    C缺点
    无法抑制那种周期性的干扰
    平滑度差



    第2种方法中位值滤波法
    A方法
    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
    B优点
    能有效克服因偶然因素引起的波动干扰
    对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果
    C缺点
    对流量、速度等快速变化的参数不宜



    第3种方法算术平均滤波法
    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



    第4种方法递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)
    A方法
    把连续取N个采样值看成一个队列
    队列的长度固定为N
    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)
    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
    B优点
    对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高
    适用于高频振荡的系统


    C缺点
    灵敏度低
    对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差
    不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差
    不适用于脉冲干扰比较严重的场合
    比较浪费RAM



    第5种方法中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)
    A方法
    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:3~14
    B优点
    融合了两种滤波法的优点
    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
    C缺点
    测量速度较慢,和算术平均滤波法一样
    比较浪费RAM



    第6种方法限幅平均滤波法
    A方法
    相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法”
    每次采样到的新数据先进行限幅处理
    再送入队列进行递推平均滤波处理
    B优点
    融合了两种滤波法的优点
    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
    C缺点
    比较浪费RAM
    第7种方法一阶滞后滤波法
    A方法
    取a=0~1
    本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果
    B优点
    对周期性干扰具有良好的抑制作用
    适用于波动频率较高的场合
    C缺点
    相位滞后,灵敏度低
    滞后程度取决于a值大小
    不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号



    第8种方法



    第9种方法消抖滤波法
    A方法
    设置一个滤波计数器
    将每次采样值与当前有效值比较:
    如果采样值=当前有效值,则计数器清零
    如果采样值<>当前有效值,则计数器+1,并判断计数器是否>=上限N(溢出)
    如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器
    B优点
    对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果,
    可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动
    C缺点
    对于快速变化的参数不宜
    如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值,则会将干扰值当作有效值导入系统



    第10种方法限幅消抖滤波法
    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



    第11种方法IIR 数字滤波器


    A方法
    确定信号带宽,
    滤之。
    Y(n) = a1*Y(n-1) + a2*Y(n-2) + ... + ak*Y(n-k) + b0*X(n) + b1*X(n-1) + b2*X(n-2) + ... + bk*X(n-k)
    B优点
    高通,低通,带通,带阻任意。设计简单(用matlab)
    C缺点
    运算量大

    10楼 回复本楼

    引用 xilinxue 2009/2/10 12:59:57 发表于10楼的内容

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