面向嵌入式系统的有效值快速算法

来源：计算机测量与控制杂志2023年第6期北京时间：

作者：马文博,罗丹,蒋玉华,张亿宗,廖志贤,黄国现

单位：广西师范大学 电子与信息工程学院/集成电路学院

摘要：ADC采样交流波形是嵌入式系统的一项重要应用，当采集到的电压波形并非标准函数波形（如正弦波、三角波等）的畸变波形时，不能直接通过简化数学公式或平均响应法求得其均方根值；为得到任意波形的均方根值，首先需要求出该波形的频率（或周期）；在传统算法中，需要进行FFT（快速傅里叶变换），该算法需要大量内存空间和较高时间复杂度，且只能进行2N个点运算，精度和分辨率受限；因单片机片上资源有限，该算法并不适合多路实时运算；为改进以上不足，设计了一种峰值（谷值）查找算法，该算法拥有O（n）时间复杂度，实时性好；通过该算法寻找采样波形中三个峰值点，确定波形的其中一个周期，进而计算得到均方根值；相比FFT算法，本算法运行速度提升93倍，空间复杂度降低为FFT的1/300，且在实际应用中运行稳定可靠，平均误差低于0.6%。

关键词：嵌入式; STM32; 峰值查找; 有效值; 任意波形

基金资助：2022年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目资助(2022KY1574);国家级大学生创新创业训练计划项目(202210602080)