【STM32系列】利用MATLAB配合ARM-DSP库设计IIR数字滤波器(保姆级教程)

ps.源码放在最后面

设计FIR数字滤波器可以看这里:利用MATLAB配合ARM-DSP库设计FIR数字滤波器(保姆级教程)


设计IIR滤波器

MATLAB配置

设计步骤

首先在命令行窗口输入"filterDesigner",接着就会跳出以下界面,并跟着以下步骤设置:

滤波器幅频响应图像

按下设计滤波器后,接着就可得到以下FIR滤波器及其幅频响应图像:

导出滤波器系数

根据以下步骤,导出MATLAB滤波器的系数(千万不要用"目标"->"生成C头文件"来导出,主要是为了后面操作方便):

最后得到的浮窗是这样的,选择一个合适的位置导出即可。

导出后的系数转换

导出后大概率会出现这样一个MATLAB窗口(可知导出后的文件也可在MATLAB中打开,在打开这类文件的时候,记得选择文件类别为“全部文件”),IIR没FIR那么简单,多了一些步骤:

系数转换

也是像FIR滤波器一样,把这些数据复制给AI,让AI给你整合好就行,这里图片就不放出来了。

STM32部分

DSP库添加

详细请看硬汉哥的这篇文章,讲的十分清晰:ARM DSP源码和库移植方法(MDK5的AC5和AC6)

IIR代码部分

变量参数定义

以下就是需要的变量参数定义,值得注意的是,图中圈起来的两个部分,在IIR滤波器发生变化的时候,即参数改变的时候需要修改的参数(修改部分一看注释中的公式修改;修改部分二看数组中有多少行,根据行数修改;修改部分三根据数组参数变化修改):

主要代码

(打印处i初始等于9是为了显示较好的波形,滤波后的波形在前一段还未完全稳定)
也是千篇一律,主要是对导出的IIR滤波器的系数进行处理,还有修改在定义部分的一些变量值,代码在这里就不多说了。

程序现象

使用串口打印到VOFA+这个软件上

信号频率:4500Hz
采样频率:48000Hz
通带频率:4000Hz
阻带频率:5000Hz
红色:原始信号波形
绿色:滤波后信号波形

 源码

变量定义部分

/*********************** IIR ***********************/
/** 采样频率:48kHz 通带频率:4kHz 阻带频率:5kHz **/
#define IIR_LENGTH  256							/* 采样点数,即要处理的采样数据的总数 */
#define IIR_BLOCK_SIZE 1						/* 调用一次 arm_biquad_cascade_df1_f32 函数处理的采样点个数 */
#define IIR_NUMTAPS_LENGTH  7				/* 2 阶 IIR 滤波的个数【滤波器阶数 = IIR_NUMTAPS_LENGTH * 2,每个 2 阶滤波器有 5 个系数】 */static uint32_t iir_blockSize = IIR_BLOCK_SIZE;								/* 每次处理的数据个数,与 IIR_BLOCK_SIZE 相同 */
static uint32_t iir_numBlocks = IIR_LENGTH / IIR_BLOCK_SIZE;	/* 需要调用 arm_biquad_cascade_df1_f32 函数的次数,通过总采样点数除以每次处理的数据个数得到 */
static float32_t IIR_InputBufer[IIR_LENGTH];									/* 采样点缓存区,用于存储原始的采样数据 */
static float32_t IIR_OutputBufer[IIR_LENGTH];									/* 滤波后的输出缓存区,滤波后输出的数据个数与采样点个数相同 */
static float32_t iir_pState[13 * IIR_NUMTAPS_LENGTH];					/* 状态缓存,大小为 35 * IIR_NUMTAPS_LENGTH,直接 I 型滤波器需要 2N 个延迟器和 2N 个乘法器 */
const float32_t iir_Coeffs32LP[5 * IIR_NUMTAPS_LENGTH] = {		/* IIR_NUMTAPS_LENGTH组二阶滤波系数,每组代表一个 Section二阶滤波器,有5个系数 */1.0f, -1.581251265113648107885069293843116611242f, 1.0f, 1.64464506366406792992052032786887139082f,  -0.931601507332356026935826776025351136923f,1.0f, -1.534184978348168693074171642365399748087f, 1.0f, 1.510438012818041242368849452759604901075f, -0.798208657466401461100247161084553226829f,1.0f, -1.418424762240857006645455840043723583221f, 1.0f, 1.348418230754467206367053222493268549442f, -0.655285433213672163788032776210457086563f,1.0f, -1.169460742425922239462465768156107515097f, 1.0f, 1.151129772069469092699023349268827587366f, -0.493393743131744000329774735291721299291f,1.0f, -0.608329709345672098308455133519601076841f, 1.0f, 0.930270435976758625074012343247886747122f, -0.319126063671286819278805069188820198178f,1.0f, 0.671963013119381002979935146868228912354f,  1.0f, 0.736945396854642664763446191500406712294f, -0.169496181427103626004893044409982394427f,1.0f, 1.0f, 																			 0.0f, 0.328290240600095484246878640988143160939f, -0.0f
};/*【滤波器的核心选择都在这些系数里面,这些系数的生成使用MATLB进行配置】*/
arm_biquad_casd_df1_inst_f32 iir_S;				/* 定义一个结构体变量,用于 IIR 滤波器的初始化 */
float32_t iir_ScaleValue;									/* 定义一个变量,用于存放放缩系数 */
float32_t *iir_inputF32, *iir_outputF32;	/* 定义两个指针变量,分别用于存放滤波器输入和输出缓存的地址 */

主要程序部分

iir_inputF32 = &IIR_InputBufer[0];		/* 初始化输入缓存指针 */
iir_outputF32 = &IIR_OutputBufer[0];	/* 初始化输出缓存指针 */for (uint16_t i = 0; i < IIR_LENGTH; i++) {IIR_InputBufer[i] = (float)ADC_DMA_ConvertedValue[i] * 3.3 / 65536.0;
}memset(iir_pState, 0, sizeof(iir_pState)); /* 初始化前清零状态 */
//滤波器结构体初始化
arm_biquad_cascade_df1_init_f32(&iir_S, 						/* 初始化结构体S【S就相当于滤波器配置参数,对S结构体的各个成员变量完成初始化】*/IIR_NUMTAPS_LENGTH, 									/* 初始化2阶IIR滤波的个数【滤波器阶数=IIR_NUMTAPS_LENGTH*2,每个IIR_NUMTAPS_LENGTH有5个系数】*/(float32_t *)&iir_Coeffs32LP[0], 			/* 初始化S的滤波器系数地址【滤波器的核心选择都在这些系数里面】*/(float32_t *)&iir_pState[0]);					/* 初始化S的计算缓存空间 */
for(uint16_t i = 0; i < iir_numBlocks; i++){arm_biquad_cascade_df1_f32(&iir_S, 									/* 使用滤波器iir_S */iir_inputF32 + (i * iir_blockSize), 	/* 滤波器原始输入数据地址 */iir_outputF32 + (i * iir_blockSize), /* 滤波器滤波后输出数据地址 */iir_blockSize);											/* 每次处理数据点的个数 */
}
//计算放缩系数
iir_ScaleValue = 0.685271189526501567357286148762796074152 *0.617778799034633618880718586297007277608 *0.527648329116606640276643247489118948579 *0.412098486544746456239352028205757960677 *0.279416489886909980011608922723098658025 *0.161885019533814594749898674308496993035 *0.33585487969995225787656067950592841953; 
Set_Current_USART(USART1_IDX);/* 使用串口1 */
for(uint16_t i = 9; i<IIR_LENGTH; i++){//输出原始数据和滤波之后的数据【注意这里需要乘上放缩系数】printf("%d: %f,%f\r\n",i,IIR_InputBufer[i],IIR_OutputBufer[i]*iir_ScaleValue);
}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/pingmian/69516.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

迁移学习 Transfer Learning

迁移学习&#xff08;Transfer Learning&#xff09;是什么&#xff1f; 迁移学习是一种机器学习方法&#xff0c;它的核心思想是利用已有模型的知识来帮助新的任务或数据集进行学习&#xff0c;从而减少训练数据的需求、加快训练速度&#xff0c;并提升模型性能。 &#x1f…

25/2/8 <机器人基础> 阻抗控制

1. 什么是阻抗控制&#xff1f; 阻抗控制旨在通过调节机器人与环境的相互作用&#xff0c;控制其动态行为。阻抗可以理解为一个力和位移之间的关系&#xff0c;涉及力、速度和位置的协同控制。 2. 阻抗控制的基本概念 力控制&#xff1a;根据感测的外力调节机械手的动作。位置…

【CubeMX+STM32】SD卡 文件系统读写 FatFs+SDIO+DMA

本篇&#xff0c;将使用CubeMXKeil&#xff0c;创建一个SD卡的 FatFSSDIODMA 文件系统读写工程。 目录 一、简述 二、CubeMX 配置 FatFSSDIO DMA 三、Keil 编辑代码 四、实验效果 实现效果&#xff0c;如下图&#xff1a; 一、简述 上两篇&#xff0c;已循序渐进讲解了SD、…

docker环境下部署face-search开源人脸识别模型

由于我们是直接将face-search部署在docker容器中的,所以,在部署之前一定要检查一下自己的docker环境,要不然部署过程中会出现各种各样的问题 我这里的docker环境是 一、安装docker环境 如果docker版本比较低或者docker-compose的版本比较低的情况下,部署的时候docker的yml…

【Android开发AI实战】选择目标跟踪基于opencv实现——运动跟踪

文章目录 【Android 开发 AI 实战】选择目标跟踪基于 opencv 实现 —— 运动跟踪一、引言二、Android 开发与 AI 的融合趋势三、OpenCV 简介四、运动跟踪原理&#xff08;一&#xff09;光流法&#xff08;二&#xff09;卡尔曼滤波&#xff08;三&#xff09;粒子滤波 五、基于…

消费电子产品中的噪声对TPS54202的影响

本文章是笔者整理的备忘笔记。希望在帮助自己温习避免遗忘的同时&#xff0c;也能帮助其他需要参考的朋友。如有谬误&#xff0c;欢迎大家进行指正。 一、概述 在白色家电领域&#xff0c;降压转换器的应用非常广泛&#xff0c;为了实现不同的功能就需要不同的电源轨。TPS542…

5、大模型的记忆与缓存

文章目录 本节内容介绍记忆Mem0使用 mem0 实现长期记忆 缓存LangChain 中的缓存语义缓存 本节内容介绍 本节主要介绍大模型的缓存思路&#xff0c;通过使用常见的缓存技术&#xff0c;降低大模型的回复速度&#xff0c;下面介绍的是使用redis和mem0&#xff0c;当然redis的语义…

继承QLineEdit类实现自动补全功能

QlineEdit类本身是没有自动补全功能的&#xff0c;可以使用QCompleter配合实现功能。 但是在开发过程中发现&#xff0c;输入的字符串如果匹配那么QCompleter类会弹窗显示匹配项&#xff0c;如果输入的字符串不匹配则QCompleter类会关闭弹出(这点我也倒是能理解&#xff0c;没有…

【课程设计参考】迷宫小游戏 :基于 Python+Pygame+AI算法

一、内容 实现走迷宫 &#xff08;1&#xff09;游戏界面显示&#xff1a;迷宫地图、上下左右移动的特效。 &#xff08;2&#xff09;动作选择&#xff1a;上下左右键对应于上下左右的移动功能&#xff0c;遇到障碍的处理。 &#xff08;3&#xff09;得分统计功能&#xff…

redis高级数据结构Stream

文章目录 背景stream概述消息 ID消息内容常见操作独立消费创建消费组消费 Stream弊端Stream 消息太多怎么办?消息如果忘记 ACK 会怎样?PEL 如何避免消息丢失?分区 Partition Stream 的高可用总结 背景 为了解决list作为消息队列是无法支持消息多播问题&#xff0c;Redis5.0…

win10向windows server服务器传输文件

win10向windows server服务器传输文件 遇到无法直接拖动文件进行传输时 解决方案&#xff1a; 1.点击显示选项 2.点击本地资源-详细信息 3.在窗口中选择你需要共享的磁盘 4.然后远程连接到Windows server服务器 5.登录Windows server服务器后&#xff0c;在此电脑下就能看…

仿 RabbitMQ 实现的简易消息队列

文章目录 项目介绍开放环境第三⽅库介绍ProtobufMuduo库 需求分析核⼼概念实现内容 消息队列系统整体框架服务端模块数据管理模块虚拟机数据管理模块交换路由模块消费者管理模块信道&#xff08;通信通道&#xff09;管理模块连接管理模块 客户端模块 公共模块日志类其他工具类…

CANoe查看CAN报文发送周期

在CANoe软件中&#xff0c;Analysis -> Select other options 下的 Toggle Grid 和 Toggle Samples 选项确实用于控制分析窗口中的显示方式和采样行为&#xff0c;从而更清晰地查看CAN报文周期。 Toggle Grid&#xff08;切换网格&#xff09; 功能&#xff1a;启用网格线…

【Go语言圣经】第八节:Goroutines和Channels

DeepSeek 说 Goroutines 和 Channels 最近非常流行询问DeepSeek某些相关概念或热点的解释&#xff0c;因此在开始系统性地学习《Go语言圣经》之前&#xff0c;我首先向DeepSeek进行了提问。具体的Prompt如下&#xff1a; 有关Golang当中的Goroutines和Channels&#xff0c;我现…

e2studio开发RA4M2(10)----定时器AGT输出PWM

e2studio开发RA4M2.10--定时器AGT输出PWM 概述视频教学样品申请硬件准备参考程序源码下载选择计时器新建工程工程模板保存工程路径芯片配置工程模板选择时钟设置SWD调试口设置GPIO口配置AGT定时器AGT定时器属性配置初始化AGT启动AGT PWM模块AGTIO 和 AGTO演示 概述 AGT模块是R…

使用PyCharm进行Django项目开发环境搭建

如果在PyCharm中创建Django项目 1. 打开PyCharm&#xff0c;选择新建项目 2.左侧选择Django&#xff0c;并设置项目名称 3.查看项目解释器初始配置 4.新建应用程序 执行以下操作之一&#xff1a; 转到工具| 运行manage.py任务或按CtrlAltR 在打开的manage.pystartapp控制台…

【Java基础】为什么不支持多重继承?方法重载和方法重写之间区别、Exception 和 Error 区别?

Hi~&#xff01;这里是奋斗的明志&#xff0c;很荣幸您能阅读我的文章&#xff0c;诚请评论指点&#xff0c;欢迎欢迎 ~~ &#x1f331;&#x1f331;个人主页&#xff1a;奋斗的明志 &#x1f331;&#x1f331;所属专栏&#xff1a;Java基础面经 &#x1f4da;本系列文章为个…

bladeX微服务框架如何修改nacos分组

nacos中注册的服务他的分组&#xff08;分组名称&#xff09;怎么修改 在org.springblade.common.launch // 指定注册IP PropsUtil.setProperty(props, "spring.cloud.nacos.discovery.ip", "127.0.0.1"); // 指定注册端口 PropsUtil.setProperty(props, &…

大数据项目2a:基于spark的电影推荐和分析系统设计与实现

1、项目目的 本项目的目的是设计并实现一个基于Spark的电影推荐系统&#xff0c;以应对大数据环境下电影推荐服务的挑战。通过整合电影、评分和用户数据集&#xff0c;并利用SparkSql框架进行高效处理&#xff0c;系统能够为用户提供个性化的电影推荐。项目采用多种先进技术&…

机器学习常用包matplotlib篇(四)绘图规范

前言 为了让 Matplotlib 绘图代码更规范、易读&#xff0c;且为后期图形完善预留空间&#xff0c;建议遵循一些规范绘图方法。&#x1f609; 1.管理图形对象 建议使用 plt.figure() 或者 plt.subplots() 管理完整的图形对象&#xff0c;而非直接用 plt.plot(...) 绘图。这样能…