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单片机开发中，常用14种算法
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电梯直达
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sanfuzi
发表于 2024-9-18 19:29
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ID, 状态, 控制, 单片机开发, 单片机
单片机开发中常用的算法种类。1.基础数**算算法比如加减乘除、求和、求平均、求最大/最小值等简单的数**算，这些是算法中的基础，经常用于数据处理和计算。
2.排序算法如冒泡排序、选择排序、插入排序等，用途是将数据按照升序或降序进行排列。
3.滤波算法如均值滤波、中位值滤波、卡尔曼滤波等，一般用于ADC采集信号的二次处理，用软件算法过滤信号上的噪声，还原接近真实的数据。
4.查找算法包括线性查找和二分查找等，用于在数据集合中快速定位特定元素。
5.字符串处理算法涉及字符串的比较、复制、连接、查找、替换等操作，这些算法在单片机上面也会用到，比如屏显示，json、物联网模块的指令数据处理。
6.控制算法如PID算法，PID控制算法在工业控制系统用的很多，主要作用是让如温度、速度、位置等，能够快速且准确地达到并维持在期望的目标值。PID算法就像是有一个智能的调节器，它能够根据系统的当前状态和目标状态之间的差异，来自动调整控制量，从而使系统稳定地工作在期望的状态。例如，在恒温系统中，PID控制器会根据当前温度与设定温度之间的差异来调节加热器的功率，以保持恒温。在机器人导航中，PID控制器可以调整机器人的行驶方向和速度，以确保它沿着预定的路径行驶。
7.数据处理算法包括数据采集、转换、编码、解码等操作，我们无际单片机项目中的无线软解码、OTA固件升级就涉及此类算法，这些算法在数据通信和存储中用的比较多。
8.加密解密算法如AES、DES等，用于保证数据的安全性，防止未授权的访问和篡改，这些市面上一般有现成的可用。
9.数据校验算法比如CRC、总和校验、异或校验，在串口通信的应用比较多。
10.数学函数算法如三角函数、对数、指数、开方等算法，这些在处理复杂数学问题时非常有用，不过我接触的应用中，比较少。
11.图形处理算法在需要显示或处理图像的单片机应用中，可能会用到点阵显示、图形变换、颜色处理等算法，在一些点阵屏，TFT屏的应用比较多，这个一般根据实际的图形或者屏尺寸制定算法。
12.状态机算法这个属于程序架构的一部分了，用于功能复杂项目中的状态转换和事件处理，比如TI蓝牙协议栈的OSAL系统。
13.搜索算法如深度优先搜索（DFS）、广度优先搜索（BFS）等，用于在图或树结构中搜索特定的节点或路径，这个用链表来做队列时会用到。
14.优化算法如遗传算法、模拟退火算法等，用于寻找问题的最优解或近似最优解，像遗传算法一般用来做机器人的路径规划，以找到最优的移动路径，避开障碍物，做过智障小车的小伙伴，应该比较熟悉了。
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沙发
bartonalfred
发表于 2024-11-9 11:41
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在单片机开发中，算法是解决问题和实现功能的核心。
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板凳
wilhelmina2
发表于 2024-11-9 14:25
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如果数据本身已经接近有序，仍会进行多次不必要的比较和交换操作，可以考虑优化，如设置标志位判断是否在一轮比较中发生了交换，若未发生则说明数据已有序，可提前结束排序。
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地板
iyoum
发表于 2024-11-9 15:18
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某些应用对实时性有严格要求，算法设计时要保证响应速度。
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5楼
sheflynn
发表于 2024-11-9 16:04
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均值滤波、中位值滤波、卡尔曼滤波等，一般用于ADC采集信号的二次处理，以过滤信号上的噪声。
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6楼
mattlincoln
发表于 2024-11-9 17:57
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选择合适的算法要综合考虑系统的性能要求、资源限制、数据特点等因素，并注意算法实现过程中的各种细节和边界条件，以确保算法能够稳定、高效地运行，达到预期的效果。
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7楼
dspmana
发表于 2024-11-9 18:26
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虽然不传统，但在一些高级应用中，简单的机器学习算法（如线性回归、决策树）也开始被集成到单片机项目中。
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8楼
sdlls
发表于 2024-11-9 19:48
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算法应尽量独立于硬件平台，以便在不同单片机上重用。
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9楼
mikewalpole
发表于 2024-11-9 20:09
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在单片机中实现时，要注意数据类型和运算精度的选择，避免因数据溢出或精度不足导致控制不稳定。同时，要合理安排 PID 算法的执行周期，与系统的采样周期相匹配，以保证控制的实时性和准确性。
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10楼
sdCAD
发表于 2024-11-9 21:05
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为了提高代码的可读性和可维护性，应在代码中添加适当的文档和注释。这有助于其他开发者理解代码的功能和实现方式。
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11楼
zerorobert
发表于 2024-11-10 09:09
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合理利用中断和定时器资源，可以提高程序的响应速度和执行效率。
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12楼
tabmone
发表于 2024-11-10 10:04
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均值滤波、中位值滤波和卡尔曼滤波。这类算法主要用于信号处理，帮助去除或减弱信号中的噪声。
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13楼
janewood
发表于 2024-11-10 11:35
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适用于大规模数据集，但需要注意递归深度和稳定性。
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14楼
gygp
发表于 2024-11-10 12:11
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在单片机开发过程中，常用的14种算法涵盖了排序、搜索、数值计算、滤波、控制、数据压缩、加密、数据校验、数学函数、图形处理、状态机、搜索、优化等多个方面。
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15楼
pixhw
发表于 2024-11-10 13:07
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计算过程中可能涉及到浮点数运算，对于一些资源有限的单片机，要注意浮点数运算的精度和速度问题，可根据具体需求进行适当的优化或采用定点数运算近似。
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16楼
dspmana
发表于 2024-11-10 14:29
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这些算法在单片机开发中非常重要，它们可以用于解决各种问题，如数据处理、信号处理、控制逻辑等。需要注意的是，虽然算法多样，但它们最终都可以通过基本的编程操作实现，如加减乘除、左移右移运算等。
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17楼
primojones
发表于 2024-11-10 14:48
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通过选择合适的算法、减少循环次数、避免不必要的计算等方式，优化代码以提高执行效率。
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18楼
ulystronglll
发表于 2024-11-10 15:16
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对于单片机开发初学者来说，理解这些算法的基本原理和应用场景是很有帮助的。在实际开发中，可以参考这些算法的基本框架，并根据具体需求进行调整和优化
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19楼
wilhelmina2
发表于 2024-11-10 16:53
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合理的电路设计可以显著减少电磁干扰，提高系统的稳定性和可靠性。布线时应避免信号线与电源线或高频线的交叉，采用地线分区法等策略以优化信号质量。
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20楼
maqianqu
发表于 2024-11-10 17:36
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线性查找和二分查找等，用于在数据集合中快速定位特定元素。
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