单片机嵌入式滤波算法库

kw_ucFiltering库说明

本科针对常用的滤波算法进行汇总，主要包括：

• 一阶滤波算法
• 平滑滤波
• 中位值滤波
• 限幅
• 卡尔曼滤波

截至目前（20250508）滤波算法持续更新中。

本库开源连接地址：gitee连接

一阶滤波算法实现

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原理

一阶滤波算法的物理模型是一阶RC低通滤波电路，其传递函数通常表达为：

G ( s ) = 1 1 + τ s G(s)=\frac{1}{1+\tau s} G(s)=1+τs1

其中τ为时间常数。

其时域表达式通常为：

y ( k ) = ( 1 − a ) ⋅ y ( k − 1 ) + a ⋅ x ( k ) y(k) = (1-a) \cdot y(k-1) + a \cdot x(k) y(k)=(1−a)⋅y(k−1)+a⋅x(k)

其中

a = T T + τ a=\frac{T}{T+τ} a=T+τT

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C库

主要变量

项目	变量	类型	说明
1	kw_ucAlgorTrans1_s	结构体	basic：基本类型 T:时间常数 a,b:惯性系数 *x：数据输入 y：滤波输出

主要函数

项目	函数	说明
1	kw_ucAlgorTrans1Init	初始化滤波函数
2	kw_ucAlgorTrans1Link	连接滤波函数的输入
3	kw_ucAlgorTrans1Run	滤波函数周期运行
4	kw_ucAlgorTrans1CFG	滤波函数配置
5	kw_ucAlgorTrans1Result	滤波函数结果，即为滤波输出

测试代码

#include "kw_ucAlgorCFG.h"

timer_t timer;
kw_ucAlgorTrans1_s trans1;

void timerCB(void *arg)
{
    kw_ucAlgorTrans1Run(&trans1);
}

void main()
{
    float dataIn;
    float resultOut;
    kw_ucAlgorTrans1Init(&trans1, 10);
    kw_ucAlgorTrans1CFG(&trans1, 1000);
    kw_ucAlgorTrans1Link(&trans1, &dataIn);
    timer_init(&timer, 10, timerCB, NULL);
    timer_start(&timer);
    while (true)
    {
        dataIn = randf(10);
        kw_ucAlgorTrans1Result(&trans1, &resultOut);
        printf("%.2f\n", resultOut);
        delay(10);
    }
}