单片机软件滤波抗干扰策略详解：限幅、中位、平均法

本文主要探讨了单片机在应对外部干扰时，如何利用软件实现多种滤波方法来提高数据的准确性和稳定性。这些方法包括： 1. 限幅滤波法，也称为程序判断滤波法，其基本思想是设定一个允许的偏差范围，超出这个范围的数据被认为是受到干扰的，会被舍弃而用之前的稳定值代替。这种方法对随机脉冲干扰有较好的抑制效果，但对周期性干扰和快速变化的信号处理能力有限。 2. 中位值滤波法通过取多次采样值的中间值作为有效值，可以有效减少波动干扰，适合处理如温度和液位这类变化缓慢的参数，但对快速变化的流量和速度参数不太适用。 3. 算术平均滤波法通过连续采样值的平均计算，可以提高信号的平滑度，但牺牲了部分灵敏度。不同的应用场景下，N值的选择不同，如流量取12，压力取4。 4. 递推平均滤波法，或称滑动平均滤波法，采用队列机制对N个采样值进行算术平均，适用于高频振荡的系统，但对脉冲干扰的抑制能力和灵敏度相对较低。 5. 中位值平均滤波法结合了中位值滤波和算术平均滤波的优点，能更有效地处理脉冲性干扰，但牺牲了响应速度。 这些滤波方法在选择时应根据实际应用的需求，权衡抗干扰性能、平滑度、灵敏度和实时性等因素。单片机软件滤波技术的应用有助于提升系统的可靠性和准确性，尤其是在工业自动化和控制系统中，对于噪声干扰的处理至关重要。理解并熟练掌握这些滤波策略，能够帮助设计者优化单片机系统，确保其在复杂环境下的稳定运行。