stm32f4 dsp库学笔记9-dsp库函数中iir滤波器的实现和效果stm32f4 dsp库学习笔记9-dsp库函数中iir滤波器的实现和效果stm32f4 dsp库学习笔记9-dsp库函数中iir滤波器的实现和效果stm32f4 dsp库学习笔记9-dsp库函数中iir滤波器的实现和效果.doc

STM32F4 DSP库学习笔记9-DSP库函数中IIR滤波器的实现和效果我们来实际操作STM32F4?DSP库的IIR滤波器。 与IIR滤波器函数有关的源文件如下图所示： STM32F4?DSP库中采用biquad作为一个单元。一个biquad是2阶，n个biquad串联之后就是n阶滤波器。 基本的单元结构如下所示： 我们可以求出一个biquad的差分函数形式是： y[n]?=?b0?*?x[n]?+?b1?*?x[n-1]?+?b2?*?x[n-2]?-?a1?*?y[n-1]?-?a2?*?y[n-2]? Matlab里的计算就是按照上面的式子计算的，但是STM32F4?DSP库里的系数a1，a2是取反的。 下面就介绍如何使用MATLAB设计IIR滤波器。 举个例子，我们要设计一个采样率为1kHz，4阶，截止频率100Hz的巴特沃斯滤波器。 首先和设计FIR滤波器一样，首先在MATLAB命令窗口输入fdatool，调出滤波器设计窗口 按照方框所示设置好参数： 点击Design?Filter： 注意红框里面是直接II型，我们要把他改为直接I型。 点击Edit-Convert?Structure，选择I型： 转化好后，点击File-Export， 第一项选择Coefficient?File（ASCII）： 第一项选择好以后，第二项选择Decimal： 点击Export，保存后生成如下文件： 系数对应如下： 1??2??1??1??-1.3209134308194264??0.63273879288527657??? b0?b1??b2?a0?????????????a1??????????????????????????a2?????? 1??2??1??1??-1.0485995763626117??0.29614035756166951?? b0?b1?b2??a0?????????????a1??????????????????????????a2? 实际使用ARM官方的IIR函数调用的时候要将a1和a2取反。把a0去掉 Scale?Values表示每个biquad的增益系数。所以最后用STM32计算后，要乘以这两个系数。 设计滤波器系数之后，我们来看STM32的IIR滤波器函数： 主要介绍下arm_biquad_cascade_df1_f32 函数定义如下： void?arm_biquad_cascade_df1_f32( ??const?arm_biquad_casd_df1_inst_f32?*?S, ??float32_t?*?pSrc, ??float32_t?*?pDst, ??uint32_t?blockSize) 参数： ?*S?????????points?to?an?instance?of?the?floating-point?Biquad?cascade?structure.???? ?*pSrc??????points?to?the?block?of?input?data.???? ?*pDst??????points?to?the?block?of?output?data.???? ?blockSize??number?of?samples?to?process?per?call.???? 介绍下结构体arm_biquad_casd_df1_inst_f32 typedef?struct? {? //?number?of?2nd?order?stages?in?the?filter.?Overall?order?is?2*numStages.? uint32_t?numStages;? //?Points?to?the?array?of?state?coefficients.?The?array?is?of?length?4*numStages.?float32_t?*pState; ?//?Points?to?the?array?of?coefficients.?The?array?is?of?length?5*numStages.? float32_t?*pCoeffs;? }?arm_biquad_casd_df1_inst_f32;? 注意下：pState指向的数组长度是4倍numStages长度 ????????pCoeffs指向的数组长度是5倍numStages长度，a0默认为1，不需要放入 ????????numStages表示biquad个数； ? 好，接下来我们就可以使用这个函数了 #define?numStages?2? #define?TEST_LENGTH_SAMPLES?1024? float32_t?testInput_f32[TEST_