Arduino教程-求均值

ID:99556 · 發(fā)表于 2016-3-3 01:53

Hi，大家好！今天，我們將一起學(xué)習(xí)一種求均值的方法。有時(shí)候，我們會(huì)碰到一些傳感器，它們所產(chǎn)生的數(shù)值之間，有可能不連貫，或者說(shuō)具有跳躍性，但我們又不想被某些“不和諧”的數(shù)值所干擾，所以我們就需要取之前的一小撮數(shù)，通過(guò)計(jì)算均值的方式，對(duì)數(shù)值進(jìn)行處理。
好！簡(jiǎn)單說(shuō)明之后，讓我們看看，具體是怎樣實(shí)現(xiàn)的吧。
硬件方面

圖片來(lái)源：Arduino電路連接
具體包括：

Arduino UNO電路板（1塊）
旋轉(zhuǎn)電位計(jì)（1個(gè)）
面包板（1塊）
面包線（若干）

上面的配件，我們之前都已經(jīng)見(jiàn)過(guò)，不用再多說(shuō)什么。
軟件方面Arduino官方提供的IDE
連接電路

圖片來(lái)源：Arduino電路連接
電路的連接非常的簡(jiǎn)單，不多講。
下面是最后一步，也是最重要的一步！
添加幾行代碼首先，新建一個(gè)項(xiàng)目窗口。

圖片來(lái)源：Arduino官方IDE
向其中添加幾行代碼：

// 定義讀取數(shù)值的數(shù)目，
// 初始化為 10
const int numReadings = 10;
// 定義存儲(chǔ)讀入數(shù)值的數(shù)組
int readings[numReadings];
// 定義指示數(shù)組數(shù)值的索引
int readIndex = 0;
// 定義存儲(chǔ)數(shù)組數(shù)值的總數(shù)
int total = 0;
// 定義數(shù)組數(shù)值的平均數(shù)
int average = 0;
// 定義旋轉(zhuǎn)電位計(jì)的模擬信號(hào)輸入針腳
int inputPin = A0;
// 對(duì)Arduino電路板或相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行初始化方法
void setup() {
// 開(kāi)啟串行通信，并設(shè)置其頻率為9600。
// 如果沒(méi)有特別要求，此數(shù)值一般都為9600。
Serial.begin(9600);
// 初始化存儲(chǔ)讀入數(shù)值的數(shù)組，
// 講每個(gè)數(shù)值設(shè)置為 0 。
for (int thisReading = 0; thisReading < numReadings; thisReading++) {
readings[thisReading] = 0;
}
}
// 系統(tǒng)調(diào)用，無(wú)限循環(huán)方法
void loop() {
// 總值中，減去數(shù)組的最后一個(gè)數(shù)值
total = total - readings[readIndex];
// 讀入當(dāng)前旋轉(zhuǎn)電位計(jì)的數(shù)值，
// 并將其存儲(chǔ)到數(shù)組的最后一位。
readings[readIndex] = analogRead(inputPin);
// 將最新讀入的數(shù)值加入到總值中
total = total + readings[readIndex];
// 將數(shù)組指示索引值加1
readIndex = readIndex + 1;
// 判斷數(shù)組指示索引是否超出數(shù)組范圍，
// 如果是，將數(shù)組指示索引重置為0
if (readIndex >= numReadings) {
readIndex = 0;
}
// 計(jì)算平均值
average = total / numReadings;
// 將最終計(jì)算的平均值輸出到串行調(diào)試窗口。
Serial.println(average);
// 延遲一毫秒，
// 進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
delay(1);
}

復(fù)制代碼

輸入完畢！上面的代碼里，沒(méi)有新方法，也沒(méi)有復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只有一個(gè)數(shù)組而已。用到的算法也是蠻簡(jiǎn)單，每次循環(huán)的時(shí)候，減去數(shù)組最后的一個(gè)數(shù)值，隨后將從旋轉(zhuǎn)電位計(jì)新讀入的數(shù)值存入其中，然后計(jì)算總值以及最終的平均值，每次只修改數(shù)組的最后一個(gè)數(shù)值，并計(jì)算平均值。

圖片來(lái)源：Arduino官方IDE的文件編輯菜單選項(xiàng)
點(diǎn)擊上圖中，最右側(cè)放大鏡圖標(biāo)的按鈕，打開(kāi)串口調(diào)試窗口，大致如下圖所示。

圖片來(lái)源：Arduino串口調(diào)試窗口
總結(jié)通過(guò)這次學(xué)習(xí)，我們了解了如何對(duì)讀取到的數(shù)值進(jìn)行平均化，去掉當(dāng)中偏大或偏小的數(shù)值。這是一種防止數(shù)值跳變的好方法。
下期預(yù)告我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了二十個(gè)星期，接下來(lái)，休息，休息一下！