C 无缓冲的易出错测量样本的平均值

我得到了一个µC，它通过一个带ADC的传感器来测量温度。由于各种情况，可能会出现读数为0（-30°C）或不可能的大值（500-1500°C）的情况。我无法解释这些读数如此糟糕的原因（时间关键的ISR，有时是错误的接线），所以我必须用一段聪明的代码来解决

我想到了这个（代码在ISR中被调用过采样次数）：

#定义过采样16//读取值16次
#定义温度有效变化0.15//15%读数变化是可能的
//浮动原始参数床值=；
//ADC=；
如果（temp_count>1）{//temp_count=读取的样本量，则会在其他位置增加
浮动平均值=原始温度床值/温度计数；
float diff=（avgRaw>ADC？avgRaw-ADC:ADC-avgRaw）/（avgRaw==0？1:avgRaw）；//拉出以缩短SO的线
如果（差异>温度有效变化*（（过采样-温度计数）/过采样））//后续读数的耐受性较小
原始温度床值+=平均值；
其他的
原始温度床值+=ADC；
}否则{
原始温度床值=ADC；
}

其中，

raw\u temp\u bed\u value

是一个静态全局值，当ISR被触发16次时，它会被读取和处理

如你所见，我检查当前平均值和新读数之间的差值是否小于15%。如果是，我接受读数，如果不是，我拒绝它，而是加上当前的平均值。 但是，如果第一次阅读是不可能的，那么这种情况就会严重恶化

我想到的一个解决方案是： 在最后一行中，原始温度床值重置为第一个ADC读数。最好将其重置为

原始温度值/过采样值

。所以我不会出现“第一次阅读错误”

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你有更好的解决办法吗？我认为有些解决方案采用移动平均线，并使用移动平均线的平均值，但这需要额外的阵列/内存/周期，我们希望防止这种情况

我经常在抽样中使用我称之为变化率的东西。使用一个变量，该变量表示达到某个值所需的样本数，如20。然后继续将样本差异添加到变量除以变化率。您仍然可以使用阈值来过滤不太可能的值

float RateOfChange = 20;
float PreviousAdcValue = 0;
float filtered = FILTER_PRESET;

while(1)
{
    //isr gets adc value here        
    filtered = filtered + ((AdcValue - PreviousAdcValue)/RateOfChange);
    PreviousAdcValue = AdcValue;
    sleep();
}

请注意，这与低通滤波器不同，它的响应速度更快，最后增加的值最重要。但是，如果单个值出现太多变化，则变化不会太大，这取决于变化率

您还可以将过滤后的值预设为合理的值。这可以防止疯狂的启动行为

要达到一个稳定的值，需要改变样本的比率。例如，您可能希望使用计数器来计算采样数，以确保在此之前未使用过滤值。如果计数器低于变化率，跳过处理温度控制

对于更高级的（温度）控制程序，我强烈建议查看PID控制回路。这些增加了大量的功能，以获得快速、稳定的响应，并有效地将某些东西保持在特定的温度，并将振荡保持在最低限度。我已经在我自己的项目中使用了Marlin固件中使用的那个，并且工作得相当好

float RateOfChange = 20;
float PreviousAdcValue = 0;
float filtered = FILTER_PRESET;

while(1)
{
    //isr gets adc value here        
    filtered = filtered + ((AdcValue - PreviousAdcValue)/RateOfChange);
    PreviousAdcValue = AdcValue;
    sleep();
}