0 引言
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/149915.htm模擬信號都必須經過A／D轉換才能被嵌入式控制器接收。但在幹擾作用於模擬信號之後，其A／D轉換結果往往會偏離真實值。因此，僅採樣一次是無法確定該結果是否可信的，而必須多次採樣，才能得到一個A／D轉換的數據系列，然後通過某種處理，才能得到一個可信度較高的結果。這種從數據系列中提取逼近真值的軟體算法，通常稱為數字濾波算法。相對於硬體濾波，數字濾波的優越性在於其無需硬體且可靠性高，尤其對頻率很高或很低的信號進行濾波。此外，由於對多輸入通道可共用一個濾波程序，故可大大降低產品成本。
1 嵌入式測控系統中常見的數字濾波算法
1.1 限幅濾波
首先根據被測對象確定相鄰兩次採樣所允許的最大差值△Y，然後在每次採樣後和上次有效採樣值進行比較，如果變化幅度不超過△Y，則本次採樣有效；否則，本次採樣值被視為幹擾而放棄，而以上次採樣值為準。其原理可用如下公式表示：
其中，yn為第n次採樣值，yn-1為第(n-1)次採樣值。
實現上述過程的參考程序(返回有效的採樣值)如下：
限幅濾波主要用於處理變化比較緩慢的數據，如溫度、溼度、液位等。該方法使用的關鍵是要選取合適的門限△Y。△Y通常可根據經驗數據獲得，必要時也可由實驗得到。
1.2中值濾波
這種濾波方式一般對目標參數連續採樣N次(N一般為奇數)，然後把N次採樣值進行排序，再取中間值作為有效值。對於變化很慢的參數，也可以增加採樣次數。而對於變化較為劇烈的參數，此法不宜採用。其參考程序如下：
1.3算術平均濾波
該算法對目標參數先進行連續採樣，然後求其算術平均值作為有效採樣值。該算法適用於對具有隨機幹擾的信號進行濾波。這種信號的特點是有一個平均值。信號在某一數值附近上下波動。信號的平滑程度完全取決於採樣次數N，採樣次數越多，平滑效果越好，但系統的靈敏度也會下降。為方便求平均值，N一般取4、8、16之類的2的整數次冪，以便系統用移位法來代替除法。其參考程序如下：
1.4去極值平均濾波
算術平均濾波不能消除明顯的脈衝幹擾，而只是將其影響削弱。由於明顯幹擾會使採樣值遠離其真實值，因此可以比較容易地將其剔除，而不參加平均值計算，從而使平均濾波的輸出值更接近真實值，這就是去極值算法，又稱為防脈衝幹擾平均值濾波算法。該方法的原理是連續採樣N次，並將其累加求和，同時找出其中的最大值和最小值，再從累加和中減去最大值和最小值，再按N-2個採樣值求平均，即可獲得有效採樣值。為方便求平均值，N-2應為2、4、8、16，故N常取4、6、10、18。其參考程序如下：
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