CW32數(shù)字電壓電流表軟件教程（七）：基本數(shù)據(jù)處理算法（均值濾波）

均值濾波也稱為線性濾波，其采用的主要方法為鄰域平均法。線性濾波的基本原理是用均值代替原圖像中的各個像素值，即對待處理的當前像素點（x，y），選擇一個模板，該模板由其近鄰的若干像素組成，求模板中所有像素的均值，再把該均值賦予當前像素點（x，y），作為處理后圖像在該點上的灰度g（x，y），即g（x，y）=∑f（x，y）/m，m為該模板中包含當前像素在內(nèi)的像素總個數(shù)。

這本是數(shù)字圖像處理的一種方法，但也可以用在我們數(shù)字電壓電流表的ADC采樣數(shù)據(jù)上。我們選取二十次的ADC采樣值存儲在數(shù)組 Volt_Buffer 中，然后去除掉數(shù)組中的最大值和最小值后再取平均，得到的值作為結(jié)果顯示在數(shù)碼管上，這樣可以較大程度獲得準確的、不易波動的數(shù)據(jù)。

程序在實驗五的基礎上略作修改即可，首先是增加和修改變量：

#define ADC_SAMPLE_SIZE (20)       //規(guī)定采樣20個數(shù)據(jù)用來濾波
uint16_t Volt_Buffer[ADC_SAMPLE_SIZE]; //存儲ADC轉(zhuǎn)換值
uint32_t Led_Dis_Time;             //計數(shù)，300ms改變一次數(shù)碼管顯示值

接下來是均值濾波的主體函數(shù)：

uint32_t Mean_Value_Filter(uint16_t *value, uint32_t size)     //均值濾波
{
    uint32_t sum = 0;         //ADC采樣數(shù)據(jù)和
    uint16_t max = 0;
    uint16_t min = 0xffff;    //min初值取最大是為了將第一個數(shù)據(jù)記錄
    int      i;


    for(i = 0; i < size; i++)
    {
        sum += value[i];
        if(value[i] > max)
        {
            max = value[i];
        }
        if(value[i] < min)
        {
            min = value[i];
        }
    }
    sum -= max + min;       //去除最大最小值
    sum  = sum / (size - 2);
    return sum;
}

對之前的電壓計算函數(shù) Volt_Cal() 修改如下：

void Volt_Cal(void)
{
  Cal_Buffer = Mean_Value_Filter(Volt_Buffer,ADC_SAMPLE_SIZE);
  Cal_Buffer = (Cal_Buffer * ADC_REF_VALUE >> 12) * (R2 + R1)/R1;
        // 四舍五入
   if(Cal_Buffer % 10 >= 5)
  {
    Cal_Buffer = Cal_Buffer / 10 + 1;
  }
  else
  {
    Cal_Buffer = Cal_Buffer / 10;
  }
}

在主函數(shù)的 while 循環(huán)里每隔300ms刷新一次：

while(1)
  {
    if(GetTick() >= (Led_Dis_Time + 300))    
      {
        Led_Dis_Time = GetTick();
        Volt_Cal();
        Display(Cal_Buffer); 
      }
  }

在之前未加濾波函數(shù)時，數(shù)碼管上顯示的電壓數(shù)據(jù)是不穩(wěn)定、跳變的，而加了濾波函數(shù)之后，數(shù)碼管顯示的電壓數(shù)據(jù)可以穩(wěn)定下來，并且有一定的抗干擾能力。至于電壓準確性的問題，在后續(xù)章節(jié)的數(shù)據(jù)標定和校準中說明。

審核編輯：劉清