3 R0 s  a. i# X+ i/ R
$ E7 o' `9 c# A  i7 r  _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。
+ p  A# M/ d/ f1 ?. |& h" t于是，萌发了搞一个“通用的”，目的是，下次用到时，拿过来就用。
* S; N  u7 {$ A- }7 a2 K& H大家看看我的方法是不是最佳的，欢迎提出改进方案。

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。

6 x) p  Q; {( i+ X0 `1 i8 E  j$ M线性插值，就是最最常用的数据处理方法。 直线函数公式：
6 C# y: s5 j; n! q# p" Q
" V, M+ P/ M; |% _* a

( w7 z' R7 K; E0 v/ l* q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：

5 n8 a% T7 ?5 a' H3 ~% B" l6 P/ s% R
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”。
0 a" \: M$ ]  c9 Y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。
' L" `, }7 P5 W6 I, T$ h8 B（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。）

: d$ B0 t4 O# W: d, }1 g" O
$ Q- b5 P* p  N$ d! ]7 I

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。）

, W- Q2 y' g! G! u  x- C


最后，给出子程序：
! \9 y5 N* `' O2 A9 Y9 ?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。
- Z4 z8 E$ @; ~/ J6 p0 j% r, p5 A
2 T( ?, O* K2 @, N

1. 
   - u2 B9 x  F- _" b, D$ L" m
2. //General integer Linear Interpolation
   # \" w" e6 l8 F
3. //
   
4. //setup: uint16_t Y[size] = {Y0, Y1, Y2, , , Ysize-1};
   . h1 q: g+ j, j- @: {. e
5. //setup: uint16_t X[size] = {X0, X1, X2, , , Xsize-1};
   - E' v% v9 h& t: \. Z5 I
6. // - Two Arrays in integer format, Unsigned, no negative values.
   ! a4 d3 J7 `9 ?% M
7. // - X[0]<X[1]<X[2]......<Xn, must increasing.
   % }. N# K3 a3 j6 d; G  T
8. 
   
9. //Test data-1, battery capacity:
   
10. const uint16_t X[] = {31778, 33442, 39398, 40421};
    ; {* E0 l  G! z# m' ~) s( G9 p
11. const uint16_t Y[] = {0,     29,    94,    100  };
    ' N" M) K4 E7 Q. n) ]1 e
12. 
    
13. //Test data-2, sine wave:
    
14. //const uint16_t X[] = {0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,
    
15. //                      100,110,120,130,140,150,160,170,180,190,
    - F+ i- C# I9 z$ z$ B( |% x& M5 [
16. //                      200,210,220,230,240,250,260,270,280,290,
    1 o  @$ u& c0 r% o$ g7 x) a2 B3 Z
17. //                      300,310,320,330,340,350,360};
    & j' U$ W7 _- x
18. //const uint16_t Y[] = {2000,2174,2342,2500,2643,2766,2866,2940,2985,3000,
      H) _! K+ g( }: x
19. //                      2985,2940,2866,2766,2643,2500,2342,2174,2000,1826,
    
20. //                      1658,1500,1357,1234,1134,1060,1015,1000,1015,1060,
    
21. //                      1134,1234,1357,1500,1658,1826,2000};
    8 ^1 P; H( H- T  t  j
22. 
    $ S8 }; l) n* G% y- }
23. 
    " [" _( @* n6 C' W
24. uint16_t u16LinearInterpolation(uint16_t xdata)
    % N* d  J. ]# q5 U
25. {
    
26.   uint32_t u32Temp;
    3 d3 t! F9 j) V2 X! V
27.   int i,size;
    
28.   
    ( K" p5 n. L' H# m6 J
29.   size = sizeof(X)/2; //get the array numbers, uint16_t occupied 2 bytes.
    ) k1 @, u$ _& S
30.   
    % D6 H5 h& W, H- V$ M. u
31.   if (xdata <= X[0]) return Y[0];
    ' g. H' ^' \9 H/ F# O
32.   if (xdata >= X[size-1]) return Y[size-1];
    % Y$ f* N2 |7 _3 x
33.   
    + u' ]% [% v+ r2 J
34.   for (i=0; i<(size-1); i++)
    + Y$ [- t( e5 {9 {! r' r
35.   {
    
36.     if ((xdata >= X[i]) && (xdata < X[i+1])) break;   
    
37.   }
    : B' \) c# W  D* a/ K. R
38.   
    ) I% G0 a: u7 W/ L. `
39.   if ((xdata == X[i]) || (Y[i] == Y[i+1])) return Y[i];
    
40.   
    - a0 i: z4 i' x% n
41.   //Y(x)=[Yi*(Xi+1-x)+Yi+1*(x-Xi)]/(Xi+1-Xi)
    ; B) ?- T3 {3 L  B, n
42.   u32Temp = Y[i]*(X[i+1]-xdata);
    % H: a5 b* a8 ~* h1 C; I+ V
43.   u32Temp += Y[i+1]*(xdata-X[i]);
    ) o3 L1 H* F4 q/ j# J3 M' B' s
44.   u32Temp /= X[i+1]-X[i];
    % D: G; W- y7 [/ _1 R6 \
45. 
    
46.   return (uint16_t) u32Temp;
    # j6 l1 Z8 K5 q3 s6 \" M! ^
47. }
    

复制代码

5 X/ b9 t) \4 n) f* L

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