均值滤波也称为线性滤波,其采用的主要方法为邻域平均法。线性滤波的基本原理是用均值代替原图像中的各个像素值,即对待处理的当前像素点(x,y),选择一个模板,该模板由其近邻的若干像素组成,求模板中所有像素的均值,再把该均值赋予当前像素点(x,y),作为处理后图像在该点上的灰度g(x,y),即g(x,y)=∑f(x,y)/m,m为该模板中包含当前像素在内的像素总个数。
这本是数字图像处理的一种方法,但也可以用在我们数字电压电流表的ADC采样数据上。我们选取二十次的ADC采样值存储在数组 Volt_Buffer 中,然后去除掉数组中的最大值和最小值后再取平均,得到的值作为结果显示在数码管上,这样可以较大程度获得准确的、不易波动的数据。
程序在实验五的基础上略作修改即可,首先是增加和修改变量:
#define ADC_SAMPLE_SIZE (20) //规定采样20个数据用来滤波 uint16_t Volt_Buffer[ADC_SAMPLE_SIZE]; //存储ADC转换值 uint32_t Led_Dis_Time; //计数,300ms改变一次数码管显示值
接下来是均值滤波的主体函数:
uint32_t Mean_Value_Filter(uint16_t *value, uint32_t size) //均值滤波 { uint32_t sum = 0; //ADC采样数据和 uint16_t max = 0; uint16_t min = 0xffff; //min初值取最大是为了将第一个数据记录 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; }
对之前的电压计算函数 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; } }
在主函数的 while 循环里每隔300ms刷新一次:
while(1) { if(GetTick() >= (Led_Dis_Time + 300)) { Led_Dis_Time = GetTick(); Volt_Cal(); Display(Cal_Buffer); } }
在之前未加滤波函数时,数码管上显示的电压数据是不稳定、跳变的,而加了滤波函数之后,数码管显示的电压数据可以稳定下来,并且有一定的抗干扰能力。至于电压准确性的问题,在后续章节的数据标定和校准中说明。
审核编辑:刘清
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原文标题:CW32数字电压电流表软件教程-实验七:基本数据处理算法(均值滤波)
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