用于单片机的几种C语言算法

单片机主要作用是控制外围的器件,并实现一定的通信和数据处理。虽然单片机不擅长实现算法和进行复杂的运算,但在某些特定场合,不可避免地要用到数学运算。

比如:在单片机进行数据采集时,会遇到数据的随机误差,随机误差是由随机干扰引起的,其特点是在相同条件下测量同一量时,其大小和符号会现无规则的变化而无法预测,但多次测量的结果符合统计规律。

为克服随机干扰引起的误差,硬件上可采用滤波技术,软件上可采用软件算法实现数字滤波。滤波算法往往是系统测控算法的一个重要组成部分,实时性很强。

1、

采用数字滤波算法克服随机干扰的误差具有以下优点:

1、数字滤波无需其他的硬件成本,只有一个计算过程,可靠性高,不存在阻抗匹配问题。尤其是数字滤波可以对频率很低的信号进行滤波,这是模拟滤波器做不到的。

2、数字滤波使用软件算法实现,多输入通道可共用一个滤波程序,降低系统开支。

3、只要适当改变滤波器的滤波程序或运算,就能方便地改变其滤波特性,这对于滤除低频干扰和随机信号会有较大的效果。

4、在单片机系统中常用的滤波算法有限幅滤波法、中值滤波法、算术平均滤波法、加权平均滤波法、滑动平均滤波等。

2、

限幅滤波算法

该运算的过程中将两次相邻的采样相减,求出其增量,然后将增量的绝对值,与两次采样允许的最大差值A进行比较。

A的大小由被测对象的具体情况而定,如果小于或等于允许的最大差值,则本次采样有效;否则取上次采样值作为本次数据的样本。

说明:限幅滤波法主要用于处理变化较为缓慢的数据,如温度、物体的位置等。使用时,关键要选取合适的门限制A。通常这可由经验数据获得,必要时可通过实验得到。

3、

中值滤波算法

该运算的过程是对某一参数连续采样N次(N一般为奇数),然后把N次采样的值按从小到大排列,再取中间值作为本次采样值,整个过程实际上是一个序列排序的过程。

说明:中值滤波比较适用于去掉由偶然因素引起的波动和采样器不稳定而引起的脉动干扰。若被测量值变化比较慢,采用中值滤波法效果会比较好,但如果数据变化比较快,则不宜采用此方法。

4、

算术平均滤波算法

该算法的基本原理很简单,就是连续取N次采样值后进行算术平均。

说明:算术平均滤波算法适用于对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,信号在某一数值附近上下波动。

信号的平均平滑程度完全到决于N值。当N较大时,平滑度高,灵敏度低;当N较小时,平滑度低,但灵敏度高。为了方便求平均值,N一般取4、8、16、32之类的2的整数幂,以便在程序中用移位操作来代替除法。

5、

加权平均滤波算法

由于前面所说的“算术平均滤波算法”存在平滑度和灵敏度之间的矛盾。为了协调平滑度和灵敏度之间的关系,可采用加权平均滤波。

它的原理是对连续N次采样值分别乘上不同的加权系数之后再求累加,加权系数一般先小后大,以突出后面若干采样的效果,加强系统对参数变化趋势的认识。

各个加权系数均小于1的小数,且满足总和等于1的结束条件。这样加权运算之后的累加和即为有效采样值。其中加权平均数字滤波的数学模型是:

式中:D为N个采样值的加权平均值:XN-i为第N-i次采样值;N为采样次数;Ci为加权系数。加权系数Ci体现了各种采样值在平均值中所占的比例。

一般来说采样次数越靠后,取的比例越大,这样可增加新采样在平均值中所占的比重。

加权平均值滤波法可突出一部分信号抵制另一部分信号,以提高采样值变化的灵敏度。

6、

滑动平均滤波算法

以上介绍和各种平均滤波算法有一个共同点,即每获取一个有效采样值必须连续进行若干次采样,当采速度慢时,系统的实时得不到保证。

这里介绍的滑动平均滤波算法只采样一次,将一次采样值和过去的若干次采样值一起求平均,得到的有效采样值即可投入使用。

如果取N个采样值求平均,存储区中必须开辟N个数据的暂存区。

每新采集一个数据便存入暂存区中,同时去掉一个最老数据,保存这N个数据始终是最新更新的数据。采用环型队列结构可以方便地实现这种数据存放方式。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/338365.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

jmh 基准测试_JMH:如何设置和运行JMH基准

jmh 基准测试健康警告! 这篇文章描述了如何设置和运行简单的JMH基准测试。 众所周知,微基准测试很难正确设置,即使您确实正确设置了(通过使用JMH之类的工具),它们仍然会产生误导。 仅仅因为您的代码在极端孤…

java super是什么意思_java中Super到底是什么意思?必须举例说明!

[学习笔记]3."超"关键字(super keyword)Super是一个参考(或说指针)指向他紧邻的父类(见下面的例子)。用super可以指向被隐藏的父类的同名成员。3.1 super指向父类的成员注意: 下例中:子类和父类都有i,我们一共有两个i,用…

嵌入式开发中C语言编程要点简述!

在嵌入式Linux的C语言开发中,C语言的基本编程依然是最重要的内容。除此之外,与一般的C语言编程相比,嵌入式Linux的C语言编程有以下一些要点:1、库函数与系统调用在进行C语言编程的时候,使用库函数是不可避免的。关于使…

java编译源文件_在java编程中用什么命令来编译java源文件 可以将源文件编译成字节码文件,求答案 。...

展开全部答案如下:1 、javac 选 A2、 int 选 D int 为关键字3、 4 选 B4、 15 选C5 、界面类型 选D6 、age[0] 选B7、 class 选A8 、java B9、 abstract 选B10 、false 选D1、 错,区分大小写2、 对3 、错e68a843231313335323631343130323136353331333365…

jdk8分组统计字段和_JDK 8流和分组

jdk8分组统计字段和我在JDK 8中的Stream-Powered Collections Functionality中介绍了将JDK 8的Streams与Java集合一起使用的强大功能。 我没有在那篇文章中讨论groupingBy Collector 减少操作的使用,因此在这篇文章中解决了分组问题。 本文中的示例将演示如何将集合…

C语言中,break和continue都是跳出循环,有啥区别?

首先说明:continue 只能用于循环语句中,而break可用于循环和 switch 语句,两者都是辅助循环;尽管如此,如果 switch 语句在一个循环中,continue便可作为 switch 语句的一部分;这种情况下&#xf…

java隐藏与覆盖_java中方法的隐藏和覆盖问题?

ok()方法在继承时候发生覆盖(重写)了吗?发生了。在子类B中的ok()方法拥有父类方法相同的方法名和参数列表(signature),所以在这里发生了重写。调用B类对象的ok()方法会print "b",父类方法被覆盖。如果是重写了,那定义一…

junit junit_使用junit做其他事情

junit junitjunit!单元测试 Junit是Java单元测试框架。 通常,我们将它用于单元测试,但是很多时候我们也使用它来执行集成测试。 主要区别在于,单元测试测试单个单元,而集成测试则测试不同类如何协同工作。 这样&#x…

C 的 3种内存顺序,你都知道吗?

1、std::memory_order_relaxed “自由”内存顺序在原子类型上的操作以自由序列执行,没有任何同步关系,仅对此操作要求原子性。例如,在某一线程中,先写入A,再写入B。但是在多核处理器中观测到的顺序可能是先写入B&#…

java面试问题你遇到的难题_在Java面试中常遇到的技术问题汇总

在Java面试中常遇到的技术问题汇总 如果你正准备参加Java开发岗位面试,那么你会遇到很多有关多线程的面试问题。为什么呢?因为多线程和并发问题已经成为Java面试中必不可少的一部分。大多数企业在面试的时候都喜欢用棘手的Java线程面试题来考察面试者,他们希望确保面试者对J…

在邮件标头中找到无效的字符_在实践中重试HTTP标头

在邮件标头中找到无效的字符Retry-After是鲜为人知的HTTP响应标头。 让我引用RFC 2616(HTTP 1.1规范)的相关部分: 14.37重试后 Retry-After响应标头字段可与503 ( 服务不可用 )响应一起使用,以指示请求客…

C 常见的面试知识点(上)

const 作用1,修饰变量,说明该变量不可以被改变2,修饰指针,分为指向常量的指针(pointer to const)和自身是常量的指针(常量指针,const pointer)3,修饰引用&…

brew下载的mysql卸载_Mac中mongoDB的安装与卸载步骤详解

前言MongoDB 是一个基于分布式文件存储的数据库,旨在为 web 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。本文主要介绍的是关于在mac中安装卸载mongoDB数据库的方法,更多关于mongoDB的使用大家可以参考这篇文章:https://www.jb51.net/article/7…

java 指令重拍_我发现我的Java重拍了!

java 指令重拍在一月份,我写了一篇文章,介绍了一些我希望在Java语言中看到的变化,这些变化会让我更加喜欢它(并使它变得更现代)。 很多人建议使用许多JVM语言,但我很大程度上不予理会,因为这不是…

java post webservice_[java.webservice] 如何通过HttpPost从服务器上获得一个sessionid

javas Web Service is different from HttpPost, HttpGet and HttpResponse that kind of things. It is more easy to pass anything, any Object you like.如果要利用Web Service返回一个sessionid的话,可以使用从Server返回返回值的形式,也可以在Clie…

C 常见的面试知识点(下)

inline 内联函数的特征相当于把内联函数里面的内容写在调用内联函数处;相当于不用执行进入函数的步骤,直接执行函数体;相当于宏,却比宏多了类型检查,真正具有函数特性;编译器一般不内联包含循环、递归、swi…

php cdi_集成CDI和WebSockets

php cdi考虑尝试一个简单的Java EE 7原型应用程序,该应用程序涉及JAX-RS(REST),WebSockets和CDI。 注意 :不想让它成为破坏者-但本文主要讨论我在尝试使用Web套接字和使用CDI作为“胶水”(在Java EE应用程…

c语言排序方法有哪几种?

c语言排序方法有:1、简单选择排序,基于O(n2)时间复杂度的排序算法;2、冒泡排序;3、简单插入排序;4、希尔排序;5、归并排序,基于归并操作的一种排序算法;6、快…

java 类型不可视_jvm高级特性(5)(1)(原子性,可见性,有序性,volatile,概述)

简介:阿姆达尔定律(Amdahl):该定律通过系统中并行化与串行化的比重来描述多处理器系统能获得的运算加速能力。摩尔定律(Moore):该定律用于描述处理器晶体管数量与运行效率间的发展关系。当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数…

工程模式和抽象工厂模式_功能工厂模式

工程模式和抽象工厂模式您是否需要一种非常快速的方法来制作Factory对象? 然后,您需要lambda或其他函数传递! 它不仅快速,而且非常简单。 我敢打赌,如果您对Lambdas相当满意,那么您只需阅读标题就可以做到这…