! x5 Z5 X8 O- Q0 C5 Y' F5 Z- I
虽然这个话题是程序员的基本功，但是，每一次实际使用时都要“重新编程+除错”折腾一番。
于是，萌发了搞一个“通用的”，目的是，下次用到时，拿过来就用。
大家看看我的方法是不是最佳的，欢迎提出改进方案。
* ^: [3 D; y2 D9 w; ~8 I0 m
6 w7 `, B; ?1 o" y" f- s由MCU的ADC读到的“真实世界”的数据，0~1023对应10bit的ADC，0~4095对应12bit，0~65535对应16bit。通常，这些数据都要通过简单的数据处理，变换成电压/电流/温度/压力/等等意义明确的数值，用于传输或者显示。

  x) g- C1 a+ }9 K7 C线性插值，就是最最常用的数据处理方法。 直线函数公式：
% X4 L1 _  K% [+ `) L2 J8 d* f/ \
( w; ?) P* B9 z( [3 ?3 r5 f

1 O0 }+ [# i3 O应用实例，某电池的“电压—容量”测量估算结果，大致如下图所示：
! N* v6 b0 ]2 g  V, f5 \) @! Y) Y
( ?* c5 g, u) L" D
0 _3 u$ z0 c4 M, S6 z- K& }0 u由曲线上面可以看出，虽然已经有了10组实测数据，但是只要取其中黄色的4组数据，也就是用3段直线进行线性插值，就可以得到很好的“近似结果”。
下图，就是用我的“通用线性插值程序”得到的计算结果，看图形，基本上一样的。
（注意，ADC数据所对应的电池电压值，只是测量ADC数据时用可调电源代替电池的外加电压，它们并不参与运算。 直接由ADC数据插值出电池的剩余电量。）




  \. y8 a: J3 n& ^) K正弦曲线测试实例，使用37个X轴等间隔的数据（每10度一个），线性插值出0-360度的范围一段正弦曲线的结果：
（为了提高转换精度，合理的做法是在曲线变化剧烈的部分，密集取点；线性好的部分，少量取点。而不是采用等间隔的方式取点。）
1 ]% a( |, ?; Y# K4 d# H
$ _0 G2 Y4 P. s' F  O* s8 x1 Y
" W/ ?/ n& E" \% q4 t
$ L0 Z" h' Y  I6 z2 `9 U8 k
; V. e+ \  Y, x2 f1 T最后，给出子程序：
+ }% b3 v: f& G- y0 O5 V! V需要说明的是，笔者对有符号的整数（int）和浮点数（float）有“原始的抵触”，喜欢使用无符号整数类型（uint）。所以只做出了整数类型的。
. ~0 p0 _9 U4 r
4 t% V, b# I5 q, d( O7 {# r+ [! U

1. 
   * v, z5 f# W5 _
2. //General integer Linear Interpolation
   ; s2 p' _9 m7 ]$ [
3. //
   8 S" ^% G# A0 f* _; X
4. //setup: uint16_t Y[size] = {Y0, Y1, Y2, , , Ysize-1};
   
5. //setup: uint16_t X[size] = {X0, X1, X2, , , Xsize-1};
   9 Z/ B; |7 t0 y3 d, O: k2 p
6. // - Two Arrays in integer format, Unsigned, no negative values.
   
7. // - X[0]<X[1]<X[2]......<Xn, must increasing.
   
8. 
   & ~2 t5 d" ]7 K, }' \5 ~4 [0 q
9. //Test data-1, battery capacity:
   
10. const uint16_t X[] = {31778, 33442, 39398, 40421};
    9 V' \" ?  \0 p6 I+ R* d
11. const uint16_t Y[] = {0,     29,    94,    100  };
    
12. 
    
13. //Test data-2, sine wave:
    
14. //const uint16_t X[] = {0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,
    % U6 m+ H# Z$ U
15. //                      100,110,120,130,140,150,160,170,180,190,
    
16. //                      200,210,220,230,240,250,260,270,280,290,
    8 I+ {2 z" j" }! j8 d* P! r
17. //                      300,310,320,330,340,350,360};
    
18. //const uint16_t Y[] = {2000,2174,2342,2500,2643,2766,2866,2940,2985,3000,
    8 `' \: w7 t) v! d
19. //                      2985,2940,2866,2766,2643,2500,2342,2174,2000,1826,
    
20. //                      1658,1500,1357,1234,1134,1060,1015,1000,1015,1060,
    ) h* Z3 s+ d6 z6 ?- _
21. //                      1134,1234,1357,1500,1658,1826,2000};
    # [% n: }! _: o* J/ {
22. 
    
23. 
    ) ~0 {1 @" C: O' e; H/ }* n/ Y
24. uint16_t u16LinearInterpolation(uint16_t xdata)
    0 m' L7 Y+ i4 m' I9 H. B2 ?8 ?" e7 E7 w
25. {
    
26.   uint32_t u32Temp;
    . L  M* c( l0 O
27.   int i,size;
    
28.   
    - L' B5 ]" G" n$ m
29.   size = sizeof(X)/2; //get the array numbers, uint16_t occupied 2 bytes.
    5 \( m8 Y9 o4 H
30.   
    
31.   if (xdata <= X[0]) return Y[0];
    
32.   if (xdata >= X[size-1]) return Y[size-1];
    ( j3 \  G0 U8 f$ f9 m4 O7 T( p' X
33.   
    0 b1 Z/ U0 K9 O0 F! L
34.   for (i=0; i<(size-1); i++)
    
35.   {
    
36.     if ((xdata >= X[i]) && (xdata < X[i+1])) break;   
    
37.   }
    
38.   
    # k! V/ w' m8 T! D* U  `
39.   if ((xdata == X[i]) || (Y[i] == Y[i+1])) return Y[i];
      S8 U: C8 J3 Z1 C' H! Q2 v
40.   
    
41.   //Y(x)=[Yi*(Xi+1-x)+Yi+1*(x-Xi)]/(Xi+1-Xi)
    ( w3 ~+ D* A# t* K
42.   u32Temp = Y[i]*(X[i+1]-xdata);
    
43.   u32Temp += Y[i+1]*(xdata-X[i]);
    4 S" p  y0 E: o5 l
44.   u32Temp /= X[i+1]-X[i];
    
45. 
    8 I0 W3 z% [  @9 I8 W
46.   return (uint16_t) u32Temp;
    - d' C, m" s- t4 r$ @  Q
47. }
    

复制代码

4 |8 d/ {$ g& p; G9 G2 \* y


" \- T9 W2 u( d6 E; ?  B- V: v

尽量避免使用有符号整数和浮点数是比较明智的做法~~甚至不要去假定int就是32位的

很不错。

不错！收了