單片機系統中經常采用的濾波方法

1、限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）

A、方法：根據經驗判斷，確定兩次采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

B、優點：能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾。

C、缺點：無法抑制那種周期性的干擾，平滑度差。

2、中位值濾波法

A、方法：連續采樣N次（N取奇數），把N次采樣值按大小排列，取中間值為本次有效值。

B、優點：能有效克服因偶然因素引起的波動干擾，對溫度、液位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果。

C、缺點：對流量、速度等快速變化的參數不宜。

3、算術平均濾波法

A、方法：連續取N個采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

B、優點：適用于對一般具有隨機干擾的信號進行濾波，這樣信號的特點是有一個平均值，信號在某一數值范圍附近上下波動。

C、缺點：對于測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實時控制不適用，比較浪費RAM。

4、遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）

A、方法：把連續取N個采樣值看成一個隊列，隊列的長度固定為N，每次采樣到一個新數據放入隊尾,并扔掉原來隊首的一次數據.(先進先出原則)，把隊列中的N個數據進行算術平均運算,就可獲得新的濾波結果。N值的選取：流量，N=12；壓力：N=4；液面，N=4~12；溫度，N=1~4

B、優點：對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高，適用于高頻振蕩的系統。

C、缺點：靈敏度低，對偶然出現的脈沖性干擾的抑制作用較差，不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差，不適用于脈沖干擾比較嚴重的場合，比較浪費RAM

5、中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）

A、方法：相當于“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”。連續采樣N個數據，去掉一個最大值和一個最小值，然后計算N-2個數據的算術平均值。N值的選取：3~14

B、優點：融合了兩種濾波法的優點，對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。

C、缺點：測量速度較慢，和算術平均濾波法一樣，比較浪費RAM。

6、限幅平均濾波法

A、方法：相當于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”，每次采樣到的新數據先進行限幅處理，再送入隊列進行遞推平均濾波處理。

B、優點：融合了兩種濾波法的優點，對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。

C、缺點：比較浪費RAM。

7、一階滯后濾波法

A、方法：取a=0~1，本次濾波結果=（1-a）*本次采樣值+a*上次濾波結果。

B、優點：對周期性干擾具有良好的抑制作用，適用于波動頻率較高的場合。

C、缺點：相位滯后，靈敏度低，滯后程度取決于a值大小，不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號。

8、加權遞推平均濾波法

A、方法：是對遞推平均濾波法的改進，即不同時刻的數據加以不同的權。通常是，越接近現時刻的數據，權取得越大。給予新采樣值的權系數越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低。

B、優點：適用于有較大純滯后時間常數的對象和采樣周期較短的系統。

C、缺點：對于純滯后時間常數較小，采樣周期較長，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。

9、消抖濾波法

A、方法：設置一個濾波計數器將每次采樣值與當前有效值比較：如果采樣值＝當前有效值，則計數器清零如果采樣值<>當前有效值，則計數器+1，并判斷計數器是否>=上限N(溢出)，如果計數器溢出,則將本次值替換當前有效值,并清計數器。

B、優點：對于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。

C、缺點：對于快速變化的參數不宜，如果在計數器溢出的那一次采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。

10、限幅消抖濾波法

A、方法：相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”先限幅,后消抖。

B、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。

C、缺點：對于快速變化的參數不宜。