代码收藏家技术教程 2023-07-13

IIR数字滤波器设计与实现详解

前言

数字滤波的原理就不说了，网上资料很多，这里只说下实现。

一、使用Matlab进行数字滤波器设计

在Matlab中输入filterDesigner打开滤波器设计工具，选择滤波器类型和频率。这里使用4阶IIR巴特沃斯型带通滤波器，计算频率20Hz,通带频率0.16-0.66Hz。

选择分析->滤波器系数，编辑->转换为单节，得到滤波器系数。

二、滤波器实现，stm32平台

1.实现代码

使用平台为stm32单片机，只适用低阶的滤波器，高阶还是多个滤波器串联效果更好，实现代码如下

#define numStages  4                /* IIR滤波的阶数 */

/* 巴特沃斯带通滤波器系数0.16Hz 0.66Hz*/
const float a[numStages+1] = {1.0f, -3.7589173f, 5.32081326298f, -3.362601167f, 0.8008026466657f};
const float b[numStages+1] = {0.00554271721f, 0.0f, -0.0110854344f, 0.0f, 0.00554271721f};

static float old_x[numStages] = {0.0f};
static float old_y[numStages] = {0.0f};
static int pos = 0;

float arm_iir_f32_bp(float input)
{
    int i,p;
    float output = b[0] * input;
    for(i=1; i<=numStages; i++)
    {
        p=(pos + numStages - i)%numStages;
        output += b[i] * old_x[p] - a[i] * old_y[p];
    }
    if(numStages > 1) {
        old_x[pos] = input;
        old_y[pos] = output;
        pos = (pos+1)%numStages;
    }
		
    return output;
}