文献综述(基于单片机的数字滤波器设计

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1、毕业设计（论文）文献综述系别：电子与电气工程系年级专业：姓名：学号：题目名称：基于单片机的数字滤波器设计指导老师评语：文献综述与毕业论文选题一致，阅读的文献数量基本达到目标要求，所作综述思路较为清淅，观点明确。能阐明文献综述的写作目的、意义，能综合所阅读文献提出论文所涉及的问题以及具体的研究方向，阐述了所阅读论文涉及的学科研究前沿、热点问题，进一步明确了研究方向。指导教师签名：年月日基于单片机的数字滤波器设计文献综述基于单片机的数字滤波器设计文献综述【内容摘要】：数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛引用在各个领域。而在数据采

2、集中存在着各种噪声，本文采用基于单片机和C语言来设计并开发数字滤波系统。【关键词】：单片机、proteus、C语言、数字滤波导言在1960年到1970年的十年中，高速数字计算机迅速发展，并被广泛地用来处理数字形式的电信号。因而，在数字滤波器的设计中，就有可能采用傅里叶分析、波形抽样、Z变换等已有的基本理论概念。数字滤波器具有稳定、重复性好、适应性强、性能优异、线性相位等优点。在基于单片机和C语言来设计并开发数字滤波系统中，我们针对于单片机数据采集系统中经常出现的随机干扰，通过手动输入来模拟数据采集过程，验证了几种使用较为普遍的克服随机干扰的单片机数字滤波算法，并给出了相应的C程序，尤其对中

3、位值滤波和中位值平均滤波算法程序进行了改进。同时也对这几种滤波算法进行了比较，并指出了每一种算法的具体适用范围和注意事项。另外我们使用了proteus进行仿真验证这几种滤波方法。另外我们还使用了AD和DA来采集及输出数据。正文随着数字技术日益广泛的应用，数字滤波在语音和图像处理、HDTV、模式识别、谱分析等应用中经常用到。与模拟滤波相比，数字滤波可以满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求，可以避免模拟滤波所无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。有限长冲激响应(FIR)滤波器，由于FIR系统只有零点、系统稳定，便于实现FFT算法、运算速度快、线性相位的特性和设计更为灵活等突出优点而在工程实

4、际中获得广泛应用。1.国外数字滤波器发展历史及研究成果基于单片机的数字滤波器设计文献综述数字滤波有线性滤波和非线性滤波。线性滤波是指卷积滤波，又分为频域滤波和时域滤波在实域中根据滤波方式又分为递归滤波和递归滤波。非线性滤波主要是指同态滤波，它是用取对数的方法将非线性问题线性化。近些年，线性滤波方法，如Wiener滤波、Kalman滤波和自适应滤波得到了广泛的研究和应用。同时一些非线性滤波方法，如小波滤波、同态滤波、中值滤波和形态滤波等都是现代信号处理的前沿课题，不但有重要的理论意义，而且有广阔的应用前景。Wiener滤波是最早提出的一种滤波方法，当信号混有白噪声时，可以在最小均方误差条件下

5、得到信号的最佳估计。但是，由于求解Wiener-Hoff方程的复杂性，使得Wiener滤波实际应用起来很困难，不过Wiener滤波在理论上的意义是非常重要的，利用Wiener滤波的纯一步预测，可以求解信号的模型参数进而获得著名的Levinson算法。Kalman滤波是20世纪60年代初提出的一种滤波方法。与Wiener滤波相似，它同样可以在最小均方误差条件下给出信号的最佳估计。所不同的是，这种滤波技术在时域中采用递推方式进行，因此速度快，便于实时处理，从而得到了广泛的应用。Kalman滤波推广到二维，可以用于图象的去噪。当假设Wiener滤波器的单位脉冲响应为有限长时，可以采用自适应滤波

6、的方法得到滤波器的最佳响应。由于它避开了求解Wiener-Hoff方程，为某些问题的解决带来了极大的方便阔。小波滤波就是利用信号和噪声的目的。同态滤波主要用于解决信号和噪声之间不是相加而是相乘关系时滤波问题。另外，当信号和噪声之间为卷积关系的时候，在一定条件下可以利用同态滤波把信号有效地分离开来，由同态滤波理论引申出的复时谱也成为现代信号处理中极为重要的概念。Wiener滤波、Kalman滤波和自适应滤波都是线性滤波，线性滤波的最大缺点就是在消除噪声的同时，会造成信号边缘的模糊。中值滤波是20世纪70年代提出的一种非线性滤波方法，它可以在最小绝对误差条件下，给出信号的最佳估计。这种滤波方法

7、的优点就是能够保持信号的边缘不模糊。另外它对脉冲噪声也有良好的清除作用。形态滤波是建立在集合运算上的一种非线性滤波方法，它除了用于滤除信号中的噪声外，还在图象分析中发挥了重要的作用。关于数字滤波器理论研究的发展也带来了数字滤波器在实现上的空前发展。20世纪60年代起，由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器的发展上了一个新台阶朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉等方向努力，其中高精度、小体积、多功