关于A/D采样值 ->送显示平滑处理思想求助？

wangqh1983

我使用的单片机是dspic30f2012 A/D产考基准采样的是MC1403 -> 2.5V 在电力系统中有1.2倍过载也就是X * 1.2 = 2.5v 单片机A/D最高被限定在2V。但单片机采样不了负极性，加1V偏移。12Bit A/D采样满度值就变成了±1638；如果想显示满度值866.0W  有：1638*21655>>12; ≈8659.8 这样处理是因为单片机内部含有16bit乘法器。处理除法要稍慢些。有此系数带来的就是A/D每变化一个字，显示值就变化了5个字！相对误差为0.6‰虽然可以达到技术要求但是5个字的蹦字看着难看！软件滤波方法不用说（采样频率6.4K，采样128点去掉一个最大值一个最小值平均，1s输出5次结果）；我的问题来了，有什么样的思想可以稍微牺牲点响应速度，让显示值为一个字蹦字的假象！在输入信号不变的情况下，显示值尾数是±1为变化的范围还是5。要不然我也不会问这样的问题，刚在市场上买了一块表。也是用12位A/D的单片机处理的。回来测试，加上信号源。显示却很平滑。跳字范围也是5个字，但是他是以±1的循环变化。虽然响应速度有所下降，但是这种低价位的表，对于使用者来说没什么。希望处理过的同志给点思想！

前级采样的是时分割乘法器

(原文件名:plx.png)
Proteus仿真

(原文件名:dspic33fj32gp204.png)
Altium PCB

(原文件名:754.png)
硬件已经固定

(原文件名:752.png)

my2009

设一个数组(比如32个整数)， 保存最后的32个显示值(不是AD值)， 然后显示(n0+n2..n31)/32, 不知可否?

NJ8888

滑动平均

wangqh1983

回复【1楼】my2009
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保存最后的32个显示值(不是AD值)

1S设定出5次结果。6.4k的采样频率采样128点最多1S可以出50个结果；20ms就能完成128次采样。保持32个显示值时间应该没问题，思路没太理解，好像还是在滤波。并不能解决比如8660与8655两个数之间蹦字！可能我没叙述清楚，比如显示值当前显示的是8655对应AD值3275，当AD值为3276时显示直接就蹦到8660.虽然可以达到技术指标，但是对于用户来讲看着难看，我想牺牲点显示响应时间。采样速度不变，每秒钟输出显示结果最多可大50次。我用的是定时采样。1S出5次显示值，有800ms时间AD在休息。我在市场买的那块表说明书写着，消除临界值跳字，不知道指的是不是这个。我用标准源检那块表如8655 - 8660之间 他是8655、8656、8657、8658、8659、8660变化，只要给定输入值不变，这几个数在不定期变化，变化并不快，大概在500ms左右，上升一会，又落下！而我设计的表虽然很稳，但是是8655、8660两个数之间蹦。我用安捷伦监视AD输入信号有<0.6mv的临界值变化，蹦字跨度大我知道这是由于我乘的系数导致。且是正常的；12bitAD也就能做到这样了。我想弄成±1且变化，范围还是5个字的范围，我不知道这能不能说是用软件造出类似把AD位数提高的假象！似乎我买的那块表的软件设计者实现了。让显示变化更平滑一些。不想看到如显示尾数2、7/3、8这么蹦。

wangqh1983

回复【2楼】888888888888
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可能你这个词更贴切！但方法是怎样的呢？希望能提供可行思想！

118139

论坛上有人回复
用
有过采样成14位或16位 后再来运算...

hcmsun

过采样

my2009

【4楼】 wangqh1983
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“滑动平均"----就是这个意思， 我设想一个算法：

*   6.4k的采样频率， 取得8个AD值后平均AD值, AD_x=(AD0+AD1..+AD7)/8
*   AD_x 转换为显示值 disp_x

*   buf[pi++]=disp_x,   pi&=0x1f,   ----- 将这个disp_x值存入数组最后一位（不用移动数据, 只需改变指针）
*   disp_w = (buf1[0]+...buf[31)/32
*   显示 disp_w

   数据例子：  disp_x1=disp_x2....    =disp_x20=1000  ---->
               disp_x21=disp_x22......=disp_x32=1005  ---->   20个1000， 12个1005 数据跳变
   disp_w=(1000*20+1005*12)/32=1001.8 ------ 这个数跳变小一些

*  适当改变 参数 "32"  和 "8",  看一下什么数更合适


你的图画的很漂亮

wangqh1983

回复【7楼】my2009
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谢谢你的回复。我看明白了，你的方法是比方先用8个AD值平均，之后处理成显示的数据转存成32个缓冲区，进行递推！这个方法不错。我之前也用过N次AD值平均，之后在把N次结果进行递推但是效果不好。把显示值再进行处理是个不错的方法！
buf[pi++]=disp_x,   pi&=0x1f;这个语句很好。我一直都在用 pi %= 32;与语句应该更快些！3D模型模型只是业余爱好。其实对于某个行业使用的元器件不会太多。处理过一次，一劳永逸了。而其对于装配我觉得会给用户节省时间。

gx_huang

做假的显示也是容易的，以前也做过。
先采取低通滤波，取得最新测量值：
1、当测量值和上次显示值差距比较小，则显示值不变
2、当测量值和上次显示值差距适中，则显示值加1或者减1
3、当测量值和上次显示值差距比较大，则显示值＝当前测量值，否则用户会怀疑，还认为反应速度慢
以上是3档处理，也可以多分几档。
经过处理，输入快速大变化，显示实时更新，当输入慢速变化，显示也慢速变化，输入不变，即使测量值有变化，
显示也基本稳定。

mcu5i51

一价滤波也是不错的选择

wangqh1983

回复【10楼】mcu5i51 学途浪子
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不要只说名称啊，既然能说上两句，何不好人做到底提供/讲一下思想！欢迎大家多多讨论。俺是个拙人，愿洗耳恭听！或者坛里已有此类的回复；知道链接的方便的话贴出来……

wangqh1983

帖子顶起来！高手们多多发表一下自己的看法；小弟愿闻其详……

usingavr

假如跳动太大，可以让显示不一次性跳到目标值，可以分次进行，比如在2秒内逐步跳到目标值，每次幅度较小。（甚至可以考虑采用非均匀的跳动间隔，类似于图形动画中的那样，物体的移动不是匀速的）。
同时，可能在达到目标值之前，采样到了新的目标值没有那么大跳动，也就没有必要继续跳了。

phone

我使用的方法和9楼的类似。

wangqh1983

回复【7楼】my2009
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*   buf[pi++]=disp_x,   pi&=0x1f;
这种缓冲累计方法，似乎只适合2的整数幂。 8 16 32 ……

jacky1982512

大侠：我也在研究这个问题，我的比你跳的更厉害。

my2009

【15楼】 wangqh1983  
*   buf[pi++]=disp_x,   pi&=0x1f;
这种缓冲累计方法，似乎只适合2的整数幂。 8 16 32 ……
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       缓冲区的长度, 肯定选2的整数幂, 并非是指针的问题,
       if (++pi>=20)   pi=0  --->  这样可以解决指针问题, 应该比 pi %= 20 效果好
       但求平均值呢？
           平均值1 = (n0+n1+...n19)/20    ------------ 这个可够费时的
           平均值2 = (n0+n1+...n31) >> 5  ------------ 简单

real_sugar

记得有个低通的方法
a是最新的ADC值 b是输出值
b=a*0.001+b*0.999

dragonwww

LZ你显示的AltiumDesinger的图片是实时3D显示吗？元件的3D模型是库带的还是自己做的啊？很漂亮啊！我的实时3D显示只有焊盘，没有3D效果呢。尤其是最后一张，怎么调整3快板的横竖放置位置组合到一块啊？希望能跟你学习一下，谢谢！

wangqh1983

回复【17楼】my2009
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恩的确，领教了，pi&=0x1f；采用2的整数幂不但缓冲累计方法合适，对平均时也是有利的！

wangqh1983

回复【19楼】dragonwww
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当然是实时的3D效果，看光标的手形就能知道；运行起来感觉比导入到SolidWorks里快得多。目前我还不怎么会做，多是下载的模型，有的自己稍作修改；目前正在看SolidWorks的教程。简单的还能应付；要想画的漂亮估计还得摸索一段……。最后一张图是把上面的PCB用Altium另存为step就可以了，之后再分别添加到另一块PCB中查看安装是否合适。我仔细校验过导出来的模型尺寸分毫不差！

(原文件名:2010-8-10 12-58-51.png)


(原文件名:2010-8-10 12-53-38.png)

wangqh1983

回复【16楼】jacky1982512
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我的跳字是完全正常的。用安捷伦34401A 测AD输入信号电压有<0.6mv的临界值漂移。也就是说±0.2mv左右，debug下AD值也是±1个字。跳动±5.2个字原因是乘的系数与12位AD所决定的！我的目的是让用户看着舒服一些，别一下就跳5个字。让他一个字一个字的跳上去，在一个字一个字的落下来，给人一种温漂的感觉。我认为my2009方法可行！等新做的板子回来马上测试！