数字电路设计之简单的滤波算法

Verilog 滤波算法程序

1、限幅平均滤波法

*************************************************
*优点：对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除有其引起的采样值偏差。

程序：设定一个幅值，超过这部分的不要，然后取平均值

module filter ( data1,data2,data3,data4,data);

input[7:0]  data1,data2,data3,data4;

output[7:0] data;

wire[7:0] data;

reg[9:0] data_tmp;

reg[7:0] data_com;

wire[7:0] data1_r,data2_r,data3_r,data4_r;

assign data1_r = (data1 >= data_com)? data_com : data1;

assign data2_r = (data2 >= data_com)? data_com : data2;

assign data3_r = (data3 >= data_com)? data_com : data3;

assign data4_r = (data4 >= data_com)? data_com : data4;

assign data_tmp = data1_r + data2_r + data3_r + data4_r;

assign data = data_tmp[9:2];

endmodule

2、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）

/********************************************
说明：采一组队列去掉最大值和最小值
优点：融合了两种滤波的优点。对于偶然出现的脉冲性干扰，可消
除有其引起的采样值偏差。对周期干扰有良好的抑制作用，
平滑度高，适于高频振荡的系统。
缺点：测量速度慢
*********************************************/

module filter ( data1,data2,data3,data4,data);

input[7:0]  data1,data2,data3,data4;

output[7:0] data;

wire[7:0] data;

reg[9:0] data_tmp;

wire[7:0]    Max,Max1,Max2,Max_2,Max_s,Min,Min1,Min2,Min_2,Min_s;

//找到最大值

assign  Max1 = ( data1 >= data2 ) ? data1 : data2;

assign  Max2 = ( data3 >= data4 ) ? data3 : data4;

assign  Max = ( Max1 >= Max2 ) ? Max1 : Max2;

assign  Max_2 = ( Max1 <= Max2 ) ? Max1 : Max2;

//找到最小值

assign  Min1 = ( data1 <= data2 ) ? data1 : data2;

assign  Min2 = ( data3 <= data4 ) ? data3 : data4;

assign  Min = ( Min1 <= Min2 ) ? Min1 : Min2;

assign  Min_2 = ( Min1 >= Min2 ) ? Min1 : Min2;

assign  Max_s = ( Max_2 >= Min_2 ) ? Max_2 : Min_2;

assign  Min_s = ( Max_2 <= Min_2 ) ? Max_2 : Min_2;

//找出两个极值

assign  data_tmp = { 1'b0, data1[15] } + { 1'b0, data2[15] } + { 1'b0, data3[15] } + { 1'b0, data4[15] };

assign data = data_tmp[8:1];

endmodule

 

3、算术平均滤波法

/*********************************************************
说明：连续取N个采样值进行算术平均运算
优点：试用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波。这种信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动。
缺点：对于测量速度较慢或要求数据计算较快的实时控制不适用。
**********************************************************/

module filter ( data1,data2,data3,data4,data);

input[7:0]  data1,data2,data3,data4;

output[7:0] data;

wire[7:0] data;

reg[9:0] data_tmp;

 

assign data_tmp = data1_r + data2_r + data3_r + data4_r;

assign data = data_tmp[9:2];

 

endmodule

 

4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）

/***************************************************
说明：把连续N个采样值看成一个队列，队列长度固定为N。每次采样到一个新数据放入队尾，并扔掉队首的一次数据。把队列中的N各数据进行平均运算，既获得新的滤波结果。
优点：对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高；试用于高频振荡的系统
缺点：灵敏度低；对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差，不适于脉冲干扰较严重的场合
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6、递推中位值滤波法
/************************************************
优点：对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由其引起的采样值偏差。对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高；试用于高频振荡的系统
缺点：测量速度慢
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