STM32H7的DSP教程第46章 STM32H7的IIR带通滤波器实现(支持逐个数据的实时滤波)
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了STM32H7的DSP教程第46章 STM32H7的IIR带通滤波器实现(支持逐个数据的实时滤波)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
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第46章 STM32H7的IIR带通滤波器实现(支持逐个数据的实时滤波)
本章节讲解IIR带通滤波器实现。
目录
46.4 Matlab工具箱filterDesigner生成IIR带通滤波器系数
46.5.1 函数arm_biquad_cascade_df1_init_f32
46.5.2 函数arm_biquad_cascade_df1_f32
46.5.3 filterDesigner获取带通滤波器系数
46.1 初学者重要提示
1、本章节提供的带通滤波器支持实时滤波,每次可以滤波一个数据,也可以多个数据,不限制大小。但要注意以下两点:
- 所有数据是在同一个采样率下依次采集的数据。
- 每次过滤数据个数一旦固定下来,运行中不可再修改。
2、FIR滤波器的群延迟是一个重要的知识点,详情在本教程第41章有详细说明。IIR和FIR一样,也有群延迟问题。
46.2 带通滤波器介绍
允许一个范围内的频率信号通过,而减弱范围之外频率的信号通过。比如混合信号含有50Hz + 200Hz 信号,我们可通过带通滤波器,仅让200Hz信号通过。
46.3 IIR滤波器介绍
ARM官方提供的直接I型IIR库支持Q7,Q15,Q31和浮点四种数据类型。其中Q15和Q31提供了快速版本。
直接I型IIR滤波器是基于二阶Biquad级联的方式来实现的。每个Biquad由一个二阶的滤波器组成:
y[n] = b0 * x[n] + b1 * x[n-1] + b2 * x[n-2] + a1 * y[n-1] + a2 * y[n-2]
直接I型算法每个阶段需要5个系数和4个状态变量。
这里有一点要特别的注意,有些滤波器系数生成工具是采用的下面公式实现:
y[n] = b0 * x[n] + b1 * x[n-1] + b2 * x[n-2] - a1 * y[n-1] - a2 * y[n-2]
比如matlab就是使用上面的公式实现的,所以在使用fdatool工具箱生成的a系数需要取反才能用于直接I型IIR滤波器的函数中。
高阶IIR滤波器的实现是采用二阶Biquad级联的方式来实现的。其中参数numStages就是用来做指定二阶Biquad的个数。比如8阶IIR滤波器就可以采用numStages=4个二阶Biquad来实现。
如果要实现9阶IIR滤波器就需要将numStages=5,这时就需要其中一个Biquad配置成一阶滤波器(也就是b2=0,a2=0)。
46.4 Matlab工具箱filterDesigner生成IIR带通滤波器系数
前面介绍FIR滤波器的时候,我们讲解了如何使用filterDesigner生成C头文件,从而获得滤波器系数。这里不能再使用这种方法了,主要是因为通过C头文件获取的滤波器系数需要通过ARM官方的IIR函数调用多次才能获得滤波结果,所以我们这里换另外一种方法。
下面我们讲解如何通过filterDesigner工具箱生成滤波器系数。首先在matlab的命令窗口输入filterDesigner就能打开这个工具箱:
filterDesigner界面打开效果如下:
IIR滤波器的低通,高通,带通,带阻滤波的设置会在下面一 一讲解,这里说一下设置后相应参数后如何生成滤波器系数。参数设置好以后点击如下按钮:
点击Design Filter之后,注意左上角生成的滤波器结构:
默认生成的IIR滤波器类型是Direct-Form II, Second-Order Sections(直接II型,每个Section是一个二阶滤波器)。这里我们需要将其转换成Direct-Form I, Second-Order Sections,因为本章使用的IIR滤波器函数是Direct-Form I的结构。
转换方法,点击Edit->Convert Structure,界面如下,这里我们选择第一项,并点击OK:
转换好以后再点击File-Export,第一项选择Coefficient File(ASCII):
第一项选择好以后,第二项选择Decimal:
两个选项都选择好以后,点击Export进行导出,导出后保存即可:
保存后Matlab会自动打开untitled.fcf文件,可以看到生成的系数:
% Generated by MATLAB(R) 9.4 and Signal Processing Toolbox 8.0. % Generated on: 15-Aug-2021 22:20:26 % Coefficient Format: Decimal % Discrete-Time IIR Filter (real) % ------------------------------- % Filter Structure : Direct-Form I, Second-Order Sections % Number of Sections : 2 % Stable : Yes % Linear Phase : No SOS Matrix: 1 0 -1 1 1.127651872054164616798743736580945551395 0.470013145087532668853214090631809085608 1 0 -1 1 -0.774953058046049081397654845204669982195 0.367077500556684199750634434167295694351 Scale Values: 0.558156585760773649163013487850548699498 0.558156585760773649163013487850548699498
由于前面选择的是4阶IIR滤波,生成的结果就是由两组二阶IIR滤波系数组成,系数的对应顺序如下:
SOS Matrix: 1 2 1 1 1.127651872054164616798743736580945551395 0.470013145087532668853214090631809085608 b0 b1 b2 a0 a1 a2 1 2 1 1 -0.774953058046049081397654845204669982195 0.367077500556684199750634434167295694351 b0 b1 b2 a0 a1 a2
注意,实际使用ARM官方的IIR函数调用的时候要将a1和a2取反。另外下面两组是每个二阶滤波器的增益,滤波后的结果要乘以这两个增益数值才是实际结果:
0.558156585760773649163013487850548699498 0.558156585760773649163013487850548699498
实际的滤波系数调用方法,看下面的例子即可。
46.5 IIR带通滤波器设计
本章使用的IIR滤波器函数是arm_biquad_cascade_df1_f32。使用此函数可以设计IIR低通,高通,带通和带阻滤波器
46.5.1 函数arm_biquad_cascade_df1_init_f32
函数原型:
void arm_biquad_cascade_df1_init_f32( arm_biquad_casd_df1_inst_f32 * S, uint8_t numStages, const float32_t * pCoeffs, float32_t * pState)
函数描述:
这个函数用于IIR初始化。
函数参数:
- 第1个参数是arm_biquad_casd_df1_inst_f32类型结构体变量。
- 第2个参数是2阶滤波器的个数。
- 第3个参数是滤波器系数地址。
- 第4个参数是缓冲状态地址。
注意事项:
结构体arm_biquad_casd_df1_inst_f32的定义如下(在文件filtering_functions.h文件):
typedef struct { uint32_t numStages; /**< number of 2nd order stages in the filter. Overall order is 2*numStages. */ float32_t *pState; /**< Points to the array of state coefficients. The array is of length 4*numStages. */ const float32_t *pCoeffs; /**< Points to the array of coefficients. The array is of length 5*numStages */ } arm_biquad_casd_df1_inst_f32;
- numStages表示二阶滤波器的个数,总阶数是2*numStages。
- pState指向状态变量数组,这个数组用于函数内部计算数据的缓存,总大小4*numStages。
- 参数pCoeffs指向滤波因数,滤波因数数组长度为5*numStages。但要注意pCoeffs指向的滤波因数应该按照如下的逆序进行排列:
{b10, b11, b12, a11, a12, b20, b21, b22, a21, a22, ...}
先放第一个二阶Biquad系数,然后放第二个,以此类推。
46.5.2 函数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)
函数描述:
这个函数用于IIR滤波。
函数参数:
- 第1个参数是arm_biquad_casd_df1_inst_f32类型结构体变量。
- 第2个参数是源数据地址。
- 第3个参数是滤波后的数据地址。
- 第4个参数是每次调用处理的数据个数,最小可以每次处理1个数据,最大可以每次全部处理完。
46.5.3 filterDesigner获取带通滤波器系数
设计一个如下的例子:
信号由50Hz正弦波和200Hz正弦波组成,采样率1Kbps,现设计一个巴特沃斯滤波器带通滤波器,采用直接I型,截止频率140Hz和400,采样400个数据,滤波器阶数设置为4。filterDesigner的配置如下:
配置好带通滤波器后,具体滤波器系数的生成大家参考本章第4小节的方法即可。
46.5.4 带通滤波器实现
通过工具箱filterDesigner获得带通滤波器系数后在开发板上运行函数arm_biquad_cascade_df1_f32来测试低通滤波器的效果。
#define numStages 2 /* 2阶IIR滤波的个数 */ #define TEST_LENGTH_SAMPLES 400 /* 采样点数 */ #define BLOCK_SIZE 1 /* 调用一次arm_biquad_cascade_df1_f32处理的采样点个数 */ uint32_t blockSize = BLOCK_SIZE; uint32_t numBlocks = TEST_LENGTH_SAMPLES/BLOCK_SIZE; /* 需要调用arm_biquad_cascade_df1_f32的次数 */ static float32_t testInput_f32_50Hz_200Hz[TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 采样点 */ static float32_t testOutput[TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 滤波后的输出 */ static float32_t IIRStateF32[4*numStages]; /* 状态缓存 */ /* 巴特沃斯带通滤波器系数140Hz 400Hz*/ const float32_t IIRCoeffs32BP[5*numStages] = { 1.0f, 0.0f, -1.0f, -1.127651872054164616798743736580945551395f, -0.470013145087532668853214090631809085608f, 1.0f, 0.0f, -1.0f, 0.774953058046049081397654845204669982195f, -0.367077500556684199750634434167295694351f }; /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: arm_iir_f32_bp * 功能说明: 调用函数arm_iir_f32_bp实现带通滤波器 * 形 参:无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void arm_iir_f32_bp(void) { uint32_t i; arm_biquad_casd_df1_inst_f32 S; float32_t ScaleValue; float32_t *inputF32, *outputF32; /* 初始化输入输出缓存指针 */ inputF32 = &testInput_f32_50Hz_200Hz[0]; outputF32 = &testOutput[0]; /* 初始化 */ arm_biquad_cascade_df1_init_f32(&S, numStages, (float32_t *)&IIRCoeffs32BP[0], (float32_t *)&IIRStateF32[0]); /* 实现IIR滤波,这里每次处理1个点 */ for(i=0; i < numBlocks; i++) { arm_biquad_cascade_df1_f32(&S, inputF32 + (i * blockSize), outputF32 + (i * blockSize), blockSize); } /*放缩系数 */ ScaleValue = 0.558156585760773649163013487850548699498f * 0.558156585760773649163013487850548699498f; /* 打印滤波后结果 */ for(i=0; i<TEST_LENGTH_SAMPLES; i++) { printf("%f, %f\\r\\n", testInput_f32_50Hz_200Hz[i], testOutput[i]*ScaleValue); } }
运行如上函数可以通过串口打印出函数arm_biquad_cascade_df1_f32滤波后的波形数据,下面通过Matlab绘制波形来对比Matlab计算的结果和ARM官方库计算的结果。
对比前需要先将串口打印出的一组数据加载到Matlab中, arm_biquad_cascade_df1_f32的计算结果起名sampledata,加载方法在第13章13.6小结已经讲解,这里不做赘述了。Matlab中运行的代码如下:
fs=1000; %设置采样频率 1K N=400; %采样点数 n=0:N-1; t=n/fs; %时间序列 f=n*fs/N; %频率序列 x1=sin(2*pi*50*t); x2=sin(2*pi*200*t); %50Hz和200Hz正弦波 subplot(211); plot(t, x1); title('滤波后的理想波形'); grid on; subplot(212); plot(t, sampledata); title('ARM官方库滤波后的波形'); grid on;
Matlab计算结果如下:
从上面的波形对比来看,matlab和函数arm_biquad_cascade_df1_f32计算的结果基本是一致的。为了更好的说明滤波效果,下面从频域的角度来说明这个问题,Matlab上面运行如下代码:
fs=1000; %设置采样频率 1K N=400; %采样点数 n=0:N-1; t=n/fs; %时间序列 f=n*fs/N; %频率序列 x = sin(2*pi*50*t) + sin(2*pi*200*t); %50Hz和200Hz正弦波合成 subplot(211); y=fft(x, N); %对信号x做FFT plot(f,abs(y)); xlabel('频率/Hz'); ylabel('振幅'); title('原始信号FFT'); grid on; y3=fft(sampledata, N); %经过IIR滤波器后得到的信号做FFT subplot(212); plot(f,abs(y3)); xlabel('频率/Hz'); ylabel('振幅'); title('IIR滤波后信号FFT'); grid on;
Matlab计算结果如下:
上面波形变换前的FFT和变换后FFT可以看出,50Hz的正弦波基本被滤除。
46.6 实验例程说明(MDK)
配套例子:
V7-231_IIR带通滤波器(支持逐点实时滤波)
实验目的:
- 学习IIR带通滤波器的实现,支持实时滤波
实验内容:
- 启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
- 按下按键K1,打印原始波形数据和滤波后的波形数据。
使用AC6注意事项
特别注意附件章节C的问题
上电后串口打印的信息:
波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1。
RTT方式打印信息:
程序设计:
系统栈大小分配:
RAM空间用的DTCM:
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_Init * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次 * 形 参:无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_Init(void) { /* 配置MPU */ MPU_Config(); /* 使能L1 Cache */ CPU_CACHE_Enable(); /* STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟: - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。 - 设置NVIC优先级分组为4。 */ HAL_Init(); /* 配置系统时钟到400MHz - 切换使用HSE。 - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。 */ SystemClock_Config(); /* Event Recorder: - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。 - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第8章 */ #if Enable_EventRecorder == 1 /* 初始化EventRecorder并开启 */ EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U); EventRecorderStart(); #endif bsp_InitKey(); /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */ bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */ bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */ bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */ bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ }
MPU配置和Cache配置:
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区(本例子未用到AXI SRAM),FMC的扩展IO区。
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: MPU_Config * 功能说明: 配置MPU * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void MPU_Config( void ) { MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct; /* 禁止 MPU */ HAL_MPU_Disable(); /* 配置AXI SRAM的MPU属性为关闭读Cache和写Cache */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT _BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT _CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000; MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /*使能 MPU */ HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT); } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable * 功能说明: 使能L1 Cache * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void CPU_CACHE_Enable(void) { /* 使能 I-Cache */ SCB_EnableICache(); /* 使能 D-Cache */ SCB_EnableDCache(); }
主功能:
主程序实现如下操作:
- 启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
- 按下按键K1,打印原始波形数据和滤波后的波形数据。
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: main * 功能说明: c程序入口 * 形 参: 无 * 返 回 值: 错误代码(无需处理) ********************************************************************************************************* */ int main(void) { uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */ uint16_t i; bsp_Init(); /* 硬件初始化 */ PrintfLogo(); /* 打印例程信息到串口1 */ PrintfHelp(); /* 打印操作提示信息 */ for(i=0; i<TEST_LENGTH_SAMPLES; i++) { /* 50Hz正弦波+200Hz正弦波,采样率1KHz */ testInput_f32_50Hz_200Hz[i] = arm_sin_f32(2*3.1415926f*50*i/1000) + arm_sin_f32(2*3.1415926f*200*i/1000); } bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */ /* 进入主程序循环体 */ while (1) { bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */ if (bsp_CheckTimer(0)) /* 判断定时器超时时间 */ { /* 每隔100ms 进来一次 */ bsp_LedToggle(2); /* 翻转LED的状态 */ } ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */ if (ucKeyCode != KEY_NONE) { switch (ucKeyCode) { case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下 */ arm_iir_f32_bp(); break; default: /* 其它的键值不处理 */ break; } } } }
46.7 实验例程说明(IAR)
配套例子:
V7-231_IIR带通滤波器(支持逐点实时滤波)
实验目的:
- 学习IIR带通滤波器的实现,支持实时滤波
实验内容:
- 启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
- 按下按键K1,打印原始波形数据和滤波后的波形数据。
上电后串口打印的信息:
波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1。
RTT方式打印信息:
程序设计:
系统栈大小分配:
RAM空间用的DTCM:
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_Init * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次 * 形 参:无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_Init(void) { /* 配置MPU */ MPU_Config(); /* 使能L1 Cache */ CPU_CACHE_Enable(); /* STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟: - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。 - 设置NVIC优先级分组为4。 */ HAL_Init(); /* 配置系统时钟到400MHz - 切换使用HSE。 - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。 */ SystemClock_Config(); /* Event Recorder: - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。 - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第8章 */ #if Enable_EventRecorder == 1 /* 初始化EventRecorder并开启 */ EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U); EventRecorderStart(); #endif bsp_InitKey(); /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */ bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */ bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */ bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */ bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ }
MPU配置和Cache配置:
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区(本例子未用到AXI SRAM),FMC的扩展IO区。
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: MPU_Config * 功能说明: 配置MPU * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void MPU_Config( void ) { MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct; /* 禁止 MPU */ HAL_MPU_Disable(); /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000; MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /*使能 MPU */ HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT); } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable * 功能说明: 使能L1 Cache * 形 参: 无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void CPU_CACHE_Enable(void) { /* 使能 I-Cache */ SCB_EnableICache(); /* 使能 D-Cache */ SCB_EnableDCache(); }
主功能:
主程序实现如下操作:
- 启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
- 按下按键K1,打印原始波形数据和滤波后的波形数据。
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: main * 功能说明: c程序入口 * 形 参: 无 * 返 回 值: 错误代码(无需处理) ********************************************************************************************************* */ int main(void) { uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */ uint16_t i; bsp_Init(); /* 硬件初始化 */ PrintfLogo(); /* 打印例程信息到串口1 */ PrintfHelp(); /* 打印操作提示信息 */ for(i=0; i<TEST_LENGTH_SAMPLES; i++) { /* 50Hz正弦波+200Hz正弦波,采样率1KHz */ testInput_f32_50Hz_200Hz[i] = arm_sin_f32(2*3.1415926f*50*i/1000) + arm_sin_f32(2*3.1415926f*200*i/1000); } bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */ /* 进入主程序循环体 */ while (1) { bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */ if (bsp_CheckTimer(0)) /* 判断定时器超时时间 */ { /* 每隔100ms 进来一次 */ bsp_LedToggle(2); /* 翻转LED的状态 */ } ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */ if (ucKeyCode != KEY_NONE) { switch (ucKeyCode) { case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下 */ arm_iir_f32_bp(); break; default: /* 其它的键值不处理 */ break; } } } }
46.8 总结
本章节主要讲解了IIR滤波器的带通实现,同时一定要注意IIR滤波器的群延迟问题,详见本教程的第41章。
以上是关于STM32H7的DSP教程第46章 STM32H7的IIR带通滤波器实现(支持逐个数据的实时滤波)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
STM32H7的DSP教程第33章 STM32H7不限制点数FFT实现
STM32H7的DSP教程第29章 STM32H7移植汇编定点FFT库(64点,256点和1024点)
STM32H7的DSP教程第30章 STM32H7复数浮点FFT(支持单精度和双精度)
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