IIR滤波器的C实现

第一步：点击菜单中的Edit->Convert Structure 选择Direct Form I ，SOS，（必须是Direct Form I，  II不行）一般情况下，按照默认设置，fdatool设计都是由二阶部分串联组成的。这种结构的滤波器稳定性比一个section的要好很多，其他方面的性能也好些。如果不是的话，点击Convert to second order sections。这时，滤波器的结构（structure）应该显示为 Direct Form I，second order sections第二步：选择quantize filter，精度选择single precision floating point （单精度浮点）之所以不用定点是因为噪声太大，也不容易稳定。点击菜单中的Targets -> generate c header ，选择export as：single precision floating point （单精度浮点）填写变量名称时，把NUM改成IIR_B，DEN改成IIR_A,其他不用动，保存为iir_coefs.h保存好的文件如下：//一大堆注释//然后：/* General type conversion for MATLAB generated C-code  */#include "tmwtypes.h"/* * Expected path to tmwtypes.h * C:Program FilesMATLABR2010aexternincludetmwtypes.h *//** Warning - Filter coefficients were truncated to fit specified data type.  *   The resulting response may not match generated theoretical response.*   Use the Filter Design & Analysis Tool to design accurate*   single-precision filter coefficients.*/#define MWSPT_NSEC 9const int NL[MWSPT_NSEC] = { 1,3,1,3,1,3,1,3,1 };const real32_T IIR_B[MWSPT_NSEC][3] = {{     0.8641357422,              0,              0   },  {                1,             -2,              1   },  {     0.9949035645,              0,              0   },  {                1,   -1.999938965,              1   },  {     0.9985351563,              0,              0   },  {                1,    -1.99987793,              1   },{     0.9996337891,              0,              0   },  {               1,    -1.99987793,              1   },  {                1,              0,              0   }};const int DL[MWSPT_NSEC] = { 1,3,1,3,1,3,1,3,1 };const real32_T IIR_A[MWSPT_NSEC][3] = {  {                1,              0,              0   },  {                1,   -1.938049316,   0.9401855469   },  {                1,              0,              0   },  {                1,   -1.989501953,   0.9900512695   },{                1,              0,              0   },  {                1,   -1.996887207,   0.9971923828   },  {                1,              0,              0   },  {                1,   -1.999084473,   0.9993286133   },  {                1,              0,              0   }};第三步：打开iir_coefs.h把MWSPT_NSEC替换成IIR_NSEC, NL、DL数组删除掉，real32_T改成float ，其中有一个#include "twmtypes.h",不要它了，删掉改完的文件如下：#define IIR_NSEC 9  //原来叫做MWSPT_NSECconst float IIR_B[IIR_NSEC][3] = {  //为什么改为float很明显了吧  {    0.8641357422,              0,              0  },  {                1,            -2,              1  },  {    0.9949035645,              0,              0  },  {                1,  -1.999938965,              1  },{    0.9985351563,              0,              0  },  {                1,    -1.99987793,              1  },  {   0.9996337891,              0,              0  },  {                1,    -1.99987793,              1  },  {                1,              0,              0  }};const float IIR_A[IIR_NSEC][3] = {  {                1,              0,              0  },  {                1,  -1.938049316,  0.9401855469  },  {                1,              0,              0  },  {                1,  -1.989501953,  0.9900512695  },  {                1,              0,              0  },  {                1,  -1.996887207,  0.9971923828  },  {                1,              0,              0  },  {                1,  -1.999084473,  0.9993286133  },  {                1,              0,              0  }};保存文件，然后使用以下代码进行滤波这段代码是根据Direct Form I 2阶IIR滤波的差分方程编写的a0*y[n] = b0*x[n] + b1*x[n-1] + b2*x[n-2] - a1*y[n-1] -a2*y[n-2];//iir_filter.c#include "datatype.h"#include "iir_filter.h"#include "iir_coefs.h"static float y[IIR_NSEC][3];static float x[IIR_NSEC+1][3];int16 iir_filter(int16 in){      uint16 i;      x[0][0] = in;      for(i=0;i<IIR_NSEC;i++)      {          y[0] =x[0]*IIR_B[0]+x[1]*IIR_B[1]+x[2]*IIR_B[2]-y[1]*IIR_A[1]-y[2]*IIR_A[2];          y[0] /= IIR_A[0];                 y[2]=y[1];y[1]=y[0];          x[2]=x[1];x[1]=x[0];                x[i+1][0] = y[0];      }      if( x[IIR_NSEC][0]>32767)  x[IIR_NSEC][0]=32767;      if( x[IIR_NSEC][0]<-32768) x[IIR_NSEC][0]=-32768;      return  ((int16)x[IIR_NSEC][0]);      }//复位滤波器void iir_reset(void){    uint16 i,j;    for(i=0;i<IIR_NSEC+1;i++)    {      for(j=0;j<3;j++)      {          x[j]=0;      }    }      for(i=0;i<IIR_NSEC;i++)    {      for(j=0;j<3;j++)      {          y[j]=0;      }    }}//iir_filter.h#ifndef _IIR_FILTER_H__#define _IIR_FILTER_H__int16 iir_filter(int16 x);void iir_reset(void);#endif使用方法:首先写好iir_coefs.h，然后调用iir_filter.c对数据流进行滤波一个伪代码例子：while(运行中){保存到SD卡(iir_filter(读取ADC采样值()));}这个函数比STM32 DSP库中的函数要好很多，DSP库中的2个IIR滤波函数都不能连续处理数据流。记得在开始滤波之前重置滤波器iir_reset();