Razvalyaev/STM32_ExtendedLibs
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases 2 Wiki Activity

Временная оптимизация фильтра. Но вообще надо переделать их

Browse Source
This commit is contained in:
Razvalyaev 2025-11-17 01:37:18 +03:00
parent 99652a9ad5
commit 9bff9ad44d
2 changed files with 46 additions and 16 deletions
Show Stats Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

45
MyLibs/Inc/filters.h
View File

@ -91,7 +91,11 @@ int32_t process_value_int(int32_t raw_adc_quant) {
#ifndef FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE #ifndef FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE
#ifndef FILTERS_DISABLE_MOVING_AVERAGE
#define FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE 100 ///< Размер окна усредняющего фильтра #define FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE 100 ///< Размер окна усредняющего фильтра
#else
#define FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE 100000 ///< Размер окна усредняющего фильтра без буфера
#endif
#endif #endif
#ifndef FILTER_MEDIAN_MAX_SIZE #ifndef FILTER_MEDIAN_MAX_SIZE
@ -125,7 +129,7 @@ int32_t process_value_int(int32_t raw_adc_quant) {
* @param filter Указатель на структуру фильтра * @param filter Указатель на структуру фильтра
* @details Запускает функцию инициализации, если указатель инициализирован * @details Запускает функцию инициализации, если указатель инициализирован
*/ */
#define Filter_Reset(_fltr_, _input_) \ #define Filter_ReInit(_fltr_, _input_) \
((_fltr_)->reset != NULL) ? (_fltr_)->reset(_fltr_, _input_): -1 ((_fltr_)->reset != NULL) ? (_fltr_)->reset(_fltr_, _input_): -1
@ -155,11 +159,14 @@ do{ if(Filter_isReady(_fltr_)) (_fltr_)->state = FILTER_ENABLE; }while(0)
#define Filter_Stop(_fltr_) \ #define Filter_Stop(_fltr_) \
do{ if(Filter_isEnable(_fltr_)) (_fltr_)->state = FILTER_READY; }while(0) do{ if(Filter_isEnable(_fltr_)) (_fltr_)->state = FILTER_READY; }while(0)
#define Filter_isDataReady(_fltr_) ((_fltr_)->dataProcessing == 0)
#define Filter_GetState(_fltr_) (_fltr_)->state #define Filter_GetState(_fltr_) (_fltr_)->state
#define Filter_isInit(_fltr_) !(Filter_GetState(_fltr_) == FILTER_NOT_INIT) #define Filter_isInit(_fltr_) !(Filter_GetState(_fltr_) == FILTER_NOT_INIT)
#define Filter_isReady(_fltr_) (Filter_GetState(_fltr_) == FILTER_READY) #define Filter_isReady(_fltr_) (Filter_GetState(_fltr_) == FILTER_READY)
#define Filter_isEnable(_fltr_) (Filter_GetState(_fltr_) == FILTER_ENABLE) #define Filter_isEnable(_fltr_) (Filter_GetState(_fltr_) == FILTER_ENABLE)
typedef enum typedef enum
{ {
FILTER_NOT_INIT, FILTER_NOT_INIT,
@ -184,6 +191,7 @@ typedef struct _FilterMedian_t{
float buffer[FILTER_MEDIAN_MAX_SIZE]; ///< Буфер значений float buffer[FILTER_MEDIAN_MAX_SIZE]; ///< Буфер значений
uint8_t index; ///< Текущий индекс uint8_t index; ///< Текущий индекс
uint8_t size; ///< Фактический размер фильтра uint8_t size; ///< Фактический размер фильтра
uint8_t dataProcessing; ///< Флаг - данные в обработке
int (*reset)(struct _FilterMedian_t *filter, uint8_t size); int (*reset)(struct _FilterMedian_t *filter, uint8_t size);
float (*process)(struct _FilterMedian_t *filter, float input); float (*process)(struct _FilterMedian_t *filter, float input);
@ -197,6 +205,7 @@ typedef struct _FilterExp_t {
float alpha; ///< Коэффициент сглаживания (0..1) float alpha; ///< Коэффициент сглаживания (0..1)
float value; ///< Текущее значение float value; ///< Текущее значение
uint8_t initialized; ///< Флаг инициализации uint8_t initialized; ///< Флаг инициализации
uint8_t dataProcessing; ///< Флаг - данные в обработке
int (*reset)(struct _FilterExp_t *filter, float alpha); int (*reset)(struct _FilterExp_t *filter, float alpha);
float (*process)(struct _FilterExp_t *filter, float input); float (*process)(struct _FilterExp_t *filter, float input);
@ -208,14 +217,17 @@ typedef struct _FilterExp_t {
typedef struct _FilterAverage_t{ typedef struct _FilterAverage_t{
FilterState_t state; ///< Состояние фильтра FilterState_t state; ///< Состояние фильтра
FilterMode_t mode; ///< Режим фильтра FilterMode_t mode; ///< Режим фильтра
#ifndef FILTERS_DISABLE_MOVING_AVERAGE
float buffer[FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE]; ///< Буфер значений float buffer[FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE]; ///< Буфер значений
uint8_t size; ///< Фактический размер фильтра #endif
uint32_t size; ///< Фактический размер фильтра
float sum; ///< Сумма значений float sum; ///< Сумма значений
uint8_t index; ///< Текущий индекс uint32_t index; ///< Текущий индекс
uint8_t count; ///< Количество элементов uint32_t count; ///< Количество элементов
float lastValue; ///< Последнее измеренное значение float lastValue; ///< Последнее измеренное значение
uint8_t dataProcessing; ///< Флаг - данные в обработке
int (*reset)(struct _FilterAverage_t *filter, uint8_t size, FilterMode_t mode); int (*reset)(struct _FilterAverage_t *filter, uint32_t size, FilterMode_t mode);
float (*process)(struct _FilterAverage_t *filter, float input); float (*process)(struct _FilterAverage_t *filter, float input);
} FilterAverage_t; } FilterAverage_t;
@ -226,6 +238,7 @@ typedef struct _FilterPoly_t{
FilterState_t state; ///< Состояние фильтра FilterState_t state; ///< Состояние фильтра
float coefficients[FILTER_POLY_MAX_ORDER + 1]; ///< Коэффициенты полинома float coefficients[FILTER_POLY_MAX_ORDER + 1]; ///< Коэффициенты полинома
uint8_t order; ///< Порядок полинома uint8_t order; ///< Порядок полинома
uint8_t dataProcessing; ///< Флаг - данные в обработке
int (*reset)(struct _FilterPoly_t *filter, float* coeffs, uint8_t order); int (*reset)(struct _FilterPoly_t *filter, float* coeffs, uint8_t order);
float (*process)(struct _FilterPoly_t *filter, float input); float (*process)(struct _FilterPoly_t *filter, float input);
@ -240,6 +253,7 @@ typedef struct _FilterLUT_t{
float* output_values; // Массив выходных значений float* output_values; // Массив выходных значений
uint16_t size; // Размер таблицы uint16_t size; // Размер таблицы
uint8_t interpolation; // Флаг интерполяции (0 - отключена, 1 - линейная) uint8_t interpolation; // Флаг интерполяции (0 - отключена, 1 - линейная)
uint8_t dataProcessing; ///< Флаг - данные в обработке
int (*reset)(struct _FilterLUT_t *filter, float* input_arr, float* output_arr, uint16_t size, uint8_t interpolation); int (*reset)(struct _FilterLUT_t *filter, float* input_arr, float* output_arr, uint16_t size, uint8_t interpolation);
float (*process)(struct _FilterLUT_t *filter, float input); float (*process)(struct _FilterLUT_t *filter, float input);
@ -251,7 +265,7 @@ int FilterMedian_Init(FilterMedian_t* filter, uint8_t size);
float FilterMedian_Process(FilterMedian_t* filter, float input); float FilterMedian_Process(FilterMedian_t* filter, float input);
int FilterExp_Init(FilterExp_t* filter, float alpha); int FilterExp_Init(FilterExp_t* filter, float alpha);
float FilterExp_Process(FilterExp_t* filter, float input); float FilterExp_Process(FilterExp_t* filter, float input);
int FilterAverage_Init(FilterAverage_t* filter, uint8_t size, FilterMode_t mode); int FilterAverage_Init(FilterAverage_t* filter, uint32_t size, FilterMode_t mode);
float FilterAverage_Process(FilterAverage_t* filter, float input); float FilterAverage_Process(FilterAverage_t* filter, float input);
int FilterPoly_Init(FilterPoly_t* filter, float* coeffs, uint8_t order); int FilterPoly_Init(FilterPoly_t* filter, float* coeffs, uint8_t order);
float FilterPoly_Process(FilterPoly_t* filter, float input); float FilterPoly_Process(FilterPoly_t* filter, float input);
@ -267,6 +281,7 @@ typedef struct _FilterMedianInt_t{
int32_t buffer[FILTER_MEDIAN_MAX_SIZE]; ///< Буфер значений int32_t buffer[FILTER_MEDIAN_MAX_SIZE]; ///< Буфер значений
uint8_t index; ///< Текущий индекс uint8_t index; ///< Текущий индекс
uint8_t size; ///< Фактический размер фильтра uint8_t size; ///< Фактический размер фильтра
uint8_t dataProcessing; ///< Флаг - данные в обработке
int (*reset)(struct _FilterMedianInt_t *filter, uint8_t size); int (*reset)(struct _FilterMedianInt_t *filter, uint8_t size);
int32_t (*process)(struct _FilterMedianInt_t *filter, int32_t input); int32_t (*process)(struct _FilterMedianInt_t *filter, int32_t input);
@ -281,6 +296,7 @@ typedef struct _FilterExpInt_t{
int32_t value; ///< Текущее значение int32_t value; ///< Текущее значение
uint8_t initialized; ///< Флаг инициализации uint8_t initialized; ///< Флаг инициализации
int32_t scale; ///< Масштаб коэффициента (например 100 для 0.01) int32_t scale; ///< Масштаб коэффициента (например 100 для 0.01)
uint8_t dataProcessing; ///< Флаг - данные в обработке
int (*reset)(struct _FilterExpInt_t *filter, int32_t alpha, int32_t scale); int (*reset)(struct _FilterExpInt_t *filter, int32_t alpha, int32_t scale);
int32_t (*process)(struct _FilterExpInt_t *filter, int32_t input); int32_t (*process)(struct _FilterExpInt_t *filter, int32_t input);
@ -292,14 +308,17 @@ typedef struct _FilterExpInt_t{
typedef struct _FilterAverageInt_t{ typedef struct _FilterAverageInt_t{
FilterState_t state; ///< Состояние фильтра FilterState_t state; ///< Состояние фильтра
FilterMode_t mode; ///< Режим фильтра FilterMode_t mode; ///< Режим фильтра
#ifndef FILTERS_DISABLE_MOVING_AVERAGE
int32_t buffer[FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE]; ///< Буфер значений int32_t buffer[FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE]; ///< Буфер значений
uint8_t size; ///< Фактический размер фильтра #endif
uint32_t size; ///< Фактический размер фильтра
int64_t sum; ///< Сумма значений int64_t sum; ///< Сумма значений
uint8_t index; ///< Текущий индекс uint32_t index; ///< Текущий индекс
uint8_t count; ///< Количество элементов uint32_t count; ///< Количество элементов
uint32_t lastValue; ///< Последнее измеренное значение uint32_t lastValue; ///< Последнее измеренное значение
uint8_t dataProcessing; ///< Флаг - данные в обработке
int (*reset)(struct _FilterAverageInt_t *filter, uint8_t size, FilterMode_t mode); int (*reset)(struct _FilterAverageInt_t *filter, uint32_t size, FilterMode_t mode);
int32_t (*process)(struct _FilterAverageInt_t *filter, int32_t input); int32_t (*process)(struct _FilterAverageInt_t *filter, int32_t input);
} FilterAverageInt_t; } FilterAverageInt_t;
@ -313,6 +332,7 @@ typedef struct _FilterPolyInt_t{
int32_t coefficients[FILTER_POLY_MAX_ORDER + 1]; ///< Коэффициенты полинома int32_t coefficients[FILTER_POLY_MAX_ORDER + 1]; ///< Коэффициенты полинома
uint8_t order; ///< Порядок полинома uint8_t order; ///< Порядок полинома
int32_t scale; ///< Масштаб коэффициентов int32_t scale; ///< Масштаб коэффициентов
uint8_t dataProcessing; ///< Флаг - данные в обработке
int (*reset)(struct _FilterPolyInt_t *filter, int32_t* coeffs, uint8_t order, int32_t scale); int (*reset)(struct _FilterPolyInt_t *filter, int32_t* coeffs, uint8_t order, int32_t scale);
int32_t (*process)(struct _FilterPolyInt_t *filter, int32_t input); int32_t (*process)(struct _FilterPolyInt_t *filter, int32_t input);
@ -327,6 +347,7 @@ typedef struct _FilterLUTInt_t{
int32_t* output_values; ///< Массив выходных значений int32_t* output_values; ///< Массив выходных значений
uint16_t size; ///< Размер таблицы uint16_t size; ///< Размер таблицы
uint8_t interpolation; ///< Флаг интерполяции uint8_t interpolation; ///< Флаг интерполяции
uint8_t dataProcessing; ///< Флаг - данные в обработке
int (*reset)(struct _FilterLUTInt_t *filter, int32_t* input_arr, int32_t* output_arr, uint16_t size, uint8_t interpolation); int (*reset)(struct _FilterLUTInt_t *filter, int32_t* input_arr, int32_t* output_arr, uint16_t size, uint8_t interpolation);
int32_t (*process)(struct _FilterLUTInt_t *filter, int32_t input); int32_t (*process)(struct _FilterLUTInt_t *filter, int32_t input);
@ -337,7 +358,7 @@ int FilterMedianInt_Init(FilterMedianInt_t* filter, uint8_t size);
int32_t FilterMedianInt_Process(FilterMedianInt_t* filter, int32_t input); int32_t FilterMedianInt_Process(FilterMedianInt_t* filter, int32_t input);
int FilterExpInt_Init(FilterExpInt_t* filter, int32_t alpha, int32_t scale); int FilterExpInt_Init(FilterExpInt_t* filter, int32_t alpha, int32_t scale);
int32_t FilterExpInt_Process(FilterExpInt_t* filter, int32_t input); int32_t FilterExpInt_Process(FilterExpInt_t* filter, int32_t input);
int FilterAverageInt_Init(FilterAverageInt_t* filter, uint8_t size, FilterMode_t mode); int FilterAverageInt_Init(FilterAverageInt_t* filter, uint32_t size, FilterMode_t mode);
int32_t FilterAverageInt_Process(FilterAverageInt_t* filter, int32_t input); int32_t FilterAverageInt_Process(FilterAverageInt_t* filter, int32_t input);
int FilterPolyInt_Init(FilterPolyInt_t* filter, int32_t* coeffs, uint8_t order, int32_t scale); int FilterPolyInt_Init(FilterPolyInt_t* filter, int32_t* coeffs, uint8_t order, int32_t scale);
int32_t FilterPolyInt_Process(FilterPolyInt_t* filter, int32_t input); int32_t FilterPolyInt_Process(FilterPolyInt_t* filter, int32_t input);

17
MyLibs/Src/filters.c
View File

@ -111,11 +111,13 @@ float FilterExp_Process(FilterExp_t* filter, float input) {
* @param filter Указатель на структуру фильтра * @param filter Указатель на структуру фильтра
* @return 0 - успех, -1 - ошибка * @return 0 - успех, -1 - ошибка
*/ */
int FilterAverage_Init(FilterAverage_t* filter, uint8_t size, FilterMode_t mode) { int FilterAverage_Init(FilterAverage_t* filter, uint32_t size, FilterMode_t mode) {
check_init_filter(filter); check_init_filter(filter);
if (size == 0 || size > FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE) return -1; if (size == 0 || size > FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE) return -1;
#ifndef FILTERS_DISABLE_MOVING_AVERAGE
memset(filter->buffer, 0, sizeof(filter->buffer)); memset(filter->buffer, 0, sizeof(filter->buffer));
#endif
filter->size = size; filter->size = size;
filter->sum = 0.0f; filter->sum = 0.0f;
filter->index = 0; filter->index = 0;
@ -140,9 +142,10 @@ float FilterAverage_Process(FilterAverage_t* filter, float input) {
// Общая логика для обоих режимов // Общая логика для обоих режимов
filter->sum += input; filter->sum += input;
filter->count++; filter->count++;
filter->dataProcessing = 1;
// Логика скользящего среднего // Логика скользящего среднего
if (filter->mode == FILTER_MODE_MOVING) { if (filter->mode == FILTER_MODE_MOVING) {
#ifndef FILTERS_DISABLE_MOVING_AVERAGE
if (filter->count > filter->size) { if (filter->count > filter->size) {
filter->sum -= filter->buffer[filter->index]; filter->sum -= filter->buffer[filter->index];
filter->count = filter->size; // Поддерживаем фиксированный размер окна filter->count = filter->size; // Поддерживаем фиксированный размер окна
@ -150,6 +153,8 @@ float FilterAverage_Process(FilterAverage_t* filter, float input) {
filter->buffer[filter->index] = input; filter->buffer[filter->index] = input;
filter->index = (filter->index + 1) % filter->size; filter->index = (filter->index + 1) % filter->size;
filter->lastValue = filter->sum / filter->count; filter->lastValue = filter->sum / filter->count;
filter->dataProcessing = 0;
#endif
} }
else else
{ {
@ -158,6 +163,7 @@ float FilterAverage_Process(FilterAverage_t* filter, float input) {
filter->lastValue = filter->sum / filter->count; filter->lastValue = filter->sum / filter->count;
filter->count = 0; filter->count = 0;
filter->sum = 0; filter->sum = 0;
filter->dataProcessing = 0;
} }
} }
@ -380,11 +386,12 @@ int32_t FilterExpInt_Process(FilterExpInt_t* filter, int32_t input) {
* @param filter Указатель на структуру фильтра * @param filter Указатель на структуру фильтра
* @return 0 - успех, -1 - ошибка * @return 0 - успех, -1 - ошибка
*/ */
int FilterAverageInt_Init(FilterAverageInt_t* filter, uint8_t size, FilterMode_t mode) { int FilterAverageInt_Init(FilterAverageInt_t* filter, uint32_t size, FilterMode_t mode) {
check_init_filter(filter); check_init_filter(filter);
if (size == 0 || size > FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE) return - 1; if (size == 0 || size > FILTER_AVERAGE_MAX_SIZE) return - 1;
#ifndef FILTERS_DISABLE_MOVING_AVERAGE
memset(filter->buffer, 0, sizeof(filter->buffer)); memset(filter->buffer, 0, sizeof(filter->buffer));
#endif
filter->size = size; filter->size = size;
filter->sum = 0; filter->sum = 0;
filter->index = 0; filter->index = 0;
@ -412,6 +419,7 @@ int32_t FilterAverageInt_Process(FilterAverageInt_t* filter, int32_t input) {
// Логика скользящего среднего // Логика скользящего среднего
if (filter->mode == FILTER_MODE_MOVING) { if (filter->mode == FILTER_MODE_MOVING) {
#ifndef FILTERS_DISABLE_MOVING_AVERAGE
if (filter->count > filter->size) { if (filter->count > filter->size) {
filter->sum -= filter->buffer[filter->index]; filter->sum -= filter->buffer[filter->index];
filter->count = filter->size; // Поддерживаем фиксированный размер окна filter->count = filter->size; // Поддерживаем фиксированный размер окна
@ -419,6 +427,7 @@ int32_t FilterAverageInt_Process(FilterAverageInt_t* filter, int32_t input) {
filter->buffer[filter->index] = input; filter->buffer[filter->index] = input;
filter->index = (filter->index + 1) % filter->size; filter->index = (filter->index + 1) % filter->size;
filter->lastValue = filter->sum / filter->count; filter->lastValue = filter->sum / filter->count;
#endif
} }
else else
{ {