單片機11種數位濾波器(原始碼)

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A、名称：卡尔曼滤波法

A、名称：一阶滞后滤波法
B、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。
C、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。
D、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1/2的干扰信号。
    
A、名称：中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）
B、方法：
    采一组队列去掉最大值和最小值后取平均值，
    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。
C、优点：
    融合了“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”两种滤波法的优点。
    对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由其所引起的采样值偏差。
    对周期干扰有良好的抑制作用。
    平滑度高，适于高频振荡的系统。
D、缺点：
    计算速度较慢，和算术平均滤波法一样。
    比较浪费RAM。
    
A、名称：加权递推平均滤波法
B、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，越接近现时刻的数据，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。
C、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。
D、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。
    
A、名称：限幅平均滤波法
B、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。
C、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。
D、缺点：
    比较浪费RAM。

A、名称：限幅消抖滤波法
B、方法：
    相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”；
    先限幅，后消抖。
C、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。
D、缺点：
    对于快速变化的参数不宜。

A、名称：限幅滤波法（又称程序判断滤波法）
B、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。
C、优点：
    能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。
D、缺点：
    无法抑制那种周期性的干扰。
    平滑度差。

A、名称：消抖滤波法
B、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。
C、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。
D、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。

A、名称：递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）
B、方法：
    把连续取得的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，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。
C、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。
D、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。

A、名称：算术平均滤波法
B、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。
C、优点：
    适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波；
    这种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。
D、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。
    

A、名稱：卡爾曼濾波法

A、名稱：一階滯後濾波法
B、方法：
    取a=0-1，本次濾波結果=(1-a)*本次採樣值+a*上次濾波結果。
C、優點：
    對週期性干擾具有良好的抑制作用；
    適用於波動頻率較高的場合。
D、缺點：
    相位滯後，靈敏度低；
    滯後程度取決於a值大小；
    不能消除濾波頻率高於採樣頻率1/2的干擾信號。
    
A、名稱：中位值平均濾波法（又稱防脈衝干擾平均濾波法）
B、方法：
    采一組佇列去掉最大值和最小值後取平均值，
    相當於“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”。
    連續採樣N個資料，去掉一個最大值和一個最小值，
    然後計算N-2個資料的算術平均值。
    N值的選取：3-14。
C、優點：
    融合了“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”兩種濾波法的優點。
    對於偶然出現的脈衝性干擾，可消除由其所引起的採樣值偏差。
    對週期干擾有良好的抑制作用。
    平滑度高，適於高頻振盪的系統。
D、缺點：
    計算速度較慢，和算術平均濾波法一樣。
    比較浪費RAM。
    
A、名稱：加權遞推平均濾波法
B、方法：
    是對遞推平均濾波法的改進，即不同時刻的資料加以不同的權；
    通常是，越接近現時刻的資料，權取得越大。
    給予新採樣值的權係數越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低。
C、優點：
    適用於有較大純滯後時間常數的物件，和採樣週期較短的系統。
D、缺點：
    對於純滯後時間常數較小、採樣週期較長、變化緩慢的信號；
    不能迅速反應系統當前所受干擾的嚴重程度，濾波效果差。
    
A、名稱：限幅平均濾波法
B、方法：
    相當於“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”；
    每次採樣到的新資料先進行限幅處理，
    再送入佇列進行遞推平均濾波處理。
C、優點：
    融合了兩種濾波法的優點；
    對於偶然出現的脈衝性干擾，可消除由於脈衝干擾所引起的採樣值偏差。
D、缺點：
    比較浪費RAM。

A、名稱：限幅消抖濾波法
B、方法：
    相當於“限幅濾波法”+“消抖濾波法”；
    先限幅，後消抖。
C、優點：
    繼承了“限幅”和“消抖”的優點；
    改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷，避免將干擾值導入系統。
D、缺點：
    對於快速變化的參數不宜。

A、名稱：限幅濾波法（又稱程式判斷濾波法）
B、方法：
    根據經驗判斷，確定兩次採樣允許的最大偏差值（設為A），
    每次檢測到新值時判斷：
    如果本次值與上次值之差<=A，則本次值有效，
    如果本次值與上次值之差>A，則本次值無效，放棄本次值，用上次值代替本次值。
C、優點：
    能有效克服因偶然因素引起的脈衝干擾。
D、缺點：
    無法抑制那種週期性的干擾。
    平滑度差。

A、名稱：消抖濾波法
B、方法：
    設置一個濾波計數器，將每次採樣值與當前有效值比較：
    如果採樣值=當前有效值，則計數器清零；
    如果採樣值<>當前有效值，則計數器+1，並判斷計數器是否>=上限N（溢出）；
    如果計數器溢出，則將本次值替換當前有效值，並清計數器。
C、優點：
    對於變化緩慢的被測參數有較好的濾波效果；
    可避免在臨界值附近控制器的反復開/關跳動或顯示器上數值抖動。
D、缺點：
    對於快速變化的參數不宜；
    如果在計數器溢出的那一次採樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值導入系統。

A、名稱：遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）
B、方法：
    把連續取得的N個採樣值看成一個佇列，佇列的長度固定為N，
    每次採樣到一個新資料放入隊尾，並扔掉原來隊首的一次資料（先進先出原則），
    把佇列中的N個資料進行算術平均運算，獲得新的濾波結果。
    N值的選取：流量，N=12；壓力，N=4；液面，N=4-12；溫度，N=1-4。
C、優點：
    對週期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高；
    適用於高頻振盪的系統。
D、缺點：
    靈敏度低，對偶然出現的脈衝性干擾的抑制作用較差；
    不易消除由於脈衝干擾所引起的採樣值偏差；
    不適用於脈衝干擾比較嚴重的場合；
    比較浪費RAM。

A、名稱：算術平均濾波法
B、方法：
    連續取N個採樣值進行算術平均運算：
    N值較大時：信號平滑度較高，但靈敏度較低；
    N值較小時：信號平滑度較低，但靈敏度較高；
    N值的選取：一般流量，N=12；壓力：N=4。
C、優點：
    適用於對一般具有隨機干擾的信號進行濾波；
    這種信號的特點是有一個平均值，信號在某一數值範圍附近上下波動。
D、缺點：
    對於測量速度較慢或要求資料計算速度較快的即時控制不適用；
    比較浪費RAM。
    

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