以 10 为基数的数字显示算法 - 每次刷新的最小更改

Question

快速总结:

我正在寻找一种算法来显示四位数的速度信号，每次显示更新时，最小(十进制)位数都会发生变化。

例如:

Filtered
 Signal      Display
--------------------
  0000        0000
  2345        2000
  2345        2300
  2345        2340
  0190        0340
  0190        0190
  0190        0190

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详细信息:

我正在开展一个项目，我需要在四位 LCD 显示屏上显示速度信号(介于 0 到 3000 RPM 之间)。理想的显示解决方案是模拟仪表，但我坚持使用数字显示。显示器将由机器运算符(operator)读取，我希望它读起来尽可能愉快。

运算符(operator)并不真正关心信号的确切值。他会想知道这个值是多少(精确到 10 RPM)，他会想看到它随着机器运行的变化而上下波动。他将不希望看到它到处乱跳。

这是我到目前为止所做的:

• 将数字四舍五入到最接近的 10 RPM，以便最后一位数字始终为 0
• 过滤信号，使电噪声和正常的传感器波动不会导致读数一次跳跃超过 10 RPM。
• 为信号添加了 +/-10 RPM 滞后，以避免信号在相同值上摆动的情况(例如:990 - 1000)

当信号稳定时(大约 75% 的时间)，这已经很好地解决了问题，但是当信号从一种稳定状态移动到另一种稳定状态时，我仍然看到信号中有很多不必要的变化.当信号从 100 RPM 变为 1000 RPM(例如)时，它会沿途传递很多数字。由于实际阅读和理解数字需要一些时间，因此达到所有这些中间状态似乎没有什么意义。我尝试简单地降低显示器的更新率，但这并没有产生令人满意的结果。它同时让显示器“感觉”迟缓和跳动。在数字发生变化之前会有一个明显的延迟，然后它们会大跃进(100、340、620、980、1000)。

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提案:

我希望显示的行为如示例所示:

1. 显示每秒更新两次
2. 从一种稳定状态到另一种稳定状态的转变时间不应超过 2 秒。
3. 如果输入信号高于当前显示值，则显示信号应增加，但绝不能高于输入信号值。
4. 如果输入信号低于当前显示值，则显示信号应减小，但绝不能低于输入信号值。
5. 每次更新应更改的最少位数(最好只有一位)
6. 应先改变高位数字，使显示信号与输入信号的差异尽快减小

你能想出，或者你知道一种算法，可以根据上述规则输出“正确的”4 位十进制数吗？

伪代码中的函数原型(prototype)看起来像这样:

int GetDisplayValue(int currentDisplayValue, int inputSignal)
{
    //..
}

抱歉文字墙。我想记录下我迄今为止的进展，这样任何回答问题的人都可以避免涉及我已经经历过的问题。

Answer 1

如果不需要第4位表示的数据，又严格绑定(bind)4位显示，有没有考虑过用第4位作为增减指标？零的顶部或底部的某些部分以 2Hz* 闪烁，表示仪表的下一次变化将是增加或减少。

我认为您也可以为您的设备(无论它是什么)对调整的响应制作一个好的模型，并使用该模型根据两秒稳定过程的前半秒推断目标数字.

*这假设您每秒更新两次。大多数 4 位数字显示器都是多路复用的，因此您可以通过稍微调整驱动程序以更高的频率闪烁它。