中位值函数-嵌入式开发C语言编程的那些编程思路与技巧

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在嵌入式开发中使用得比较多的编程语言一般都是C语言。在使用C语言开发的初期有时自己想要实现一个功能的时候就算自己已经有了大概的思路，但真正去设计时总会有一些小环节需要耗费比较多的时间去用自己的方法去实现它的作用。但当你在其他地方或者前辈的代码片段中看到同样是实现同一功能，但是比自己设计得更好，更优的时候，你可能就会有这样的感叹，”哦！原来还可以这样”。

嵌入式开发，编程语言的学习都是需要积累各种各样比较好的设计方法和设计技巧。当积累了比较丰富的相关方法和技巧时，在实际设计过程中就能以更快的时间，更优的代码去实现一个功能。条条大路通罗马，如果不想浪费过多的时间在路上中位值函数，那当然是根据自己的相关知识去评估去选择一条比较好的，比较快的路。

言归正传，本篇文章的主要内容是记录曾经在项目中遇到的比较好的一些设计方法和技巧或者设计思路。以代码片段的形式记录。

冒泡排序

在C语言学习的时候应该有学过冒泡排序，但是却不知道这个排序能用在哪里。

用途：求一个数组的最大值最小值的时候可以使用。当然你也可以用对比的方法去求最大值最小值；冒泡排序经常与一个叫中位值滤波法的算法结合使用，这个下面会说到；除了这些还有其他的相关用途。

冒泡排序代码

void MPTEST()
{
      int nums[10] = {4, 5, 2, 10, 7, 1, 8, 3, 6, 9};
      int i, j, temp,isSorted;
        //冒泡排序算法：进行 n-1 轮比较
     for(i=0; i<10-1; i++)
    {
      isSorted=1;
      //每一轮比较前 n-1-i 个，也就是说，已经排序好的最后 i 个不用比较
      for(j=0; j nums[j+1])
        {
          temp = nums[j];
          nums[j] = nums[j+1];
          nums[j+1] = temp;
          isSorted=0;
        }
    }
       if(isSorted)break;
    }
    //输出排序后的数组
    for(i=1; i<10-1; i++)
    {
      printf("%d ", nums[i]);
    }
}

指针操作方式

void bubble_sort(unsigned int *q,int n)
{
    int i,j;
    for(i = 0;i<n;i++)
    {
          for(j = i;j *(q+j))
              {
                int temp;
                temp = *(q+i);
                *(q+i) = *(q+j);
                *(q+j) = temp;
              }
         }
    }
}

中位值滤波

中位值滤波这个名字叫得挺好听的，真正的实现方法就是把一组数据去掉最大值和最小值然后求平均。

用途：使用在需要使多变的采集数据变得平稳一些的地方，可以过滤掉系统受到突发情况或者干扰时产生的非正常采集数据，从而使最总结果变的平稳。如果对结果的要求不高的话就可以使用另外一种叫做算术平均滤波的算法即可，这个下面也会说到。

中位值滤波法代码片段

uint32_t MedArithmeticmeanfiltering(void)
{
     uint32_t value_buf[amf_N];
    unsigned char count,j,i;
    uint32_t temp=0,sum=0,isSorted;
    for( count=0;count<amf_N;count++)
    {
      value_buf[count]=Read_ADS();
      delay_ms(50);
    }
   for(j=0;j<amf_N-1;j++)
   {
     isSorted=1;
       for(i=0;ivalue_buf[i+1])
           {
             temp =value_buf[i];
             value_buf[i]=value_buf[i+1];
             value_buf[i+1]=temp;
             isSorted=0;
           }
       }
     if(isSorted)break;
  }
    for(count=1;count<amf_N-1;count++)
    {
       sum+=value_buf[count];
    }
  return sum/(amf_N-2);
}

算术平均滤波

算术平均滤波就是对一组数据进行求和求平均的方法。

作用：使采集的数据变得平稳。但是不会过滤影响数据。

算术平均滤波法的代码片段

#define amf_N 12 //算术平均滤波法采样个数值
//算术平均滤波
uint16_t Arithmeticmeanfiltering(void)
{
          uint16_t sum;
          unsigned char count;
          for ( count=0;count<amf_N;count++)
          {
              sum+=Read_ADS();
              delay_ms(10);
              printf("ADC:%drn",Read_ADS());
          }
		return (sum/amf_N);
}

计算数据变化

这个算法当时是自己根据公式去设计的一个算法，也起到一定的作用。相关的算法应该也有。大概的思路就是通过同样时间间隔去采集一组数据然后计算这组数据的方差从而判断数据是否变得平稳。方差越小说明这段时间数据的变化不是很大，已经稳定。反之，数据还不稳定。还有另外一种思路可以通过计算去判断数据是逐渐变高还是变低的，那就是计算数据的斜率。这次就不细说了。

用途：之前设计时主要是用来判断传感器是否已经预热完成。在传感器刚上电的时候输出的结果往往是很大或者很小然后慢慢变大或者变少再然后趋于平稳。通过算法结果判断如果满足要求就进入下一步。

代码片段：

需要添加库文件

float Thevariance(unsigned int *q,int n)
{
        unsigned charcon;
        float num=0;
        float Onave=0;
        float Thevari=0;
        //求和
        for(con=0;con<n;con++)
        {
            num+=*(q+con);
        }
        //求平均
        Onave=num/n;
        printf("和：%.2f 平均：%.2f rn",num,Onave);
        num=0;
        for(con=0;con<n;con++)
        {
          		num+=pow(((*(q+con))-Onave),2); //(Xn-M)2
        }
        Thevari=num/n;
        return Thevari;
}

字符串截取

在JAVA，C++，C#这些面向对象的编程语言中都有相关字符串截取的操作类，使用起来比较方便。但在C语言中就比较少，下面分享一种以指定字符的字符串分割方法。这种方法的好处就是不会因为接收的字符串长度的变化而出现问题。

用途：比较多的是用在处理字符通信报文。另外一种有格式有封装的通信报文JSON报文有标准的处理方法。

代码片段：

Char*cds="+CCED:LTE current cell:460,00,460046670404441,0,39,n100,38400,50509581,51,
25,9475,30,177";
//字符串截取
void sim900a_CREG2(char *lac,char *cid)
{
        u8 key=0,lez,fsd=0,sdfd=0;
        char *bb;
        u16 i=0,j=0;
        printf("%sn",cds);
        lez=sprintf(ch,"%s",cds);
        printf("lez=%dn",lez);
        bb=cds;
          while(*bb!='')
          {
              i++;
              lez--;
             if(*bb==',')
          	{
                  j++;
                  printf("con:%d key:%dn",j,i);
                if(j==7)
                {
                      fsd=i;
                }
                if(j==10)
                {
                      sdfd=i;
                }
              }
           bb++;
        }
        *cid=0;
        bb=cds+fsd;
        while(*bb!=',')
        {
            *cid++=*bb++;
        }
        *cid=0;
        *lac=0;
        bb=cds+sdfd;
        while(*bb!=',')
        {
            *lac++=*bb++;
        }
      *lac=0;
}

字符转换

通过上述的字符截取方法截取到的结果为字符类型的片段，需要使用截取到的结果进行换算就需要把字符类型转换为数据类型，下面分享比较快的方法。

使用标准库现有的函数进行处理

atof() 将字符串转换为双精度浮点型值

atoi() 将字符串转换为整型值

atol() 将字符串转换为长整型值

把数据类型转换为字符类型的方法

用的比较多的就是使用sprintf()这个函数，还可以使用它来封装通信报文。

如果你不需要转换而只用来进行判断的话可以使用#include 库里面的字符串比较函数”int strcmp(char *a, char *b);”去判断两个字符串是否相同。

在通信实验时需要定义一个数组作为数据接收的缓存。如果数据每次的长度不一样时，在处理接收数据的时候有可能会出现一些奇怪的问题。所以在数据接收前需要把数据缓存清空中位值函数，这样可以保证数据缓存里的有效数据都为这次的接收数据，这样可以避免数据处理异常的出现。清空数组数据的方法可以使用for循环或者其他循环语句进行赋值处理，但是感觉都不是很好，另外一种方法就是使用标准库里面的函数就是处理，使用的比较多的是memset()函数。案例memset(str, 0, sizeof(str)); str为需要清空的数组，0为负值到数组的数据，sizeof(str)为数组的总长度sizeof()也是一个标准库函数，作用是计算数组的总长度。另外还有一个与其很相似的函数strlen(),这个也是计算数组长度，但是它是计算数组内有效数据的长度。

本篇内容到此结束。文中涉及的设计方法只是众多方法之一，初期在实际程序设计时可通过验证更多不一样的方法去找到适合或者自己认为比较好的方法。去积累更多的设计方法和技巧。

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