【STM32H7的DSP教程】第40章 STM32H7的FIR帶阻濾波器實現（支援逐個資料的實時濾波）
阿新 • • 發佈：2021-08-06
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第40章 STM32H7的FIR帶阻濾波器實現（支援逐個資料的實時濾波）
本本章節講解FIR帶阻濾波器實現。
40.1 初學者重要提示
40.2 帶阻濾波器介紹
40.3 FIR濾波器介紹
40.4 Matlab工具箱filterDesigner生成帶阻濾波器C標頭檔案
40.5 FIR帶阻濾波器設計
40.6 實驗例程說明（MDK）
40.7 實驗例程說明（IAR）
40.8 總結
40.1 初學者重要提示
1、 本章節提供的帶阻濾波器支援實時濾波，每次可以濾波一個數據，也可以多個數據，不限制大小。但要注意以下兩點：
- 所有資料是在同一個取樣率下依次採集的資料。
- 每次過濾資料個數一旦固定下來，執行中不可再修改。
2、 FIR濾波器的群延遲是一個重要的知識點，詳情在本教程第41章有詳細說明。
40.2 帶阻濾波器介紹
減弱一個範圍內的頻率訊號通過，讓範圍之外的頻率訊號通過。比如混合訊號含有50Hz + 200Hz + 400Hz訊號，我們可通過帶通濾波器，讓50Hz + 400Hz訊號通過，而阻止200Hz訊號通過。
40.3 FIR濾波器介紹
ARM官方提供的FIR庫支援Q7，Q15，Q31和浮點四種資料型別。其中Q15和Q31提供了快速演算法版本。
FIR濾波器的基本演算法是一種乘法-累加（MAC）執行，輸出表達式如下：
y[n] = b[0] * x[n] + b[1] * x[n-1] + b[2] * x[n-2] + ...+ b[numTaps-1] * x[n-numTaps+1]
結構圖如下：
這種網路結構就是在35.2.1小節所講的直接型結構。
40.4 Matlab工具箱filterDesinger生成帶阻濾波器C標頭檔案
下面我們講解下如何通過filterDesigner工具生成C標頭檔案，也就是生成濾波器係數。首先在matlab的命視窗輸入filterDesigner就能開啟這個工具箱：
filterDesigner介面開啟效果如下：
FIR濾波器的低通，高通，帶通，帶阻濾波的設定會在後面逐個講解，這裡重點介紹設定後相應引數後如何生成濾波器係數。引數設定好以後點選如下按鈕：
點選Design Filter按鈕以後就生成了所需的濾波器係數，生成濾波器係數以後點選filterDesigner介面上的選單Targets->Generate C header ,開啟後顯示如下介面：
然後點選Generate，生成如下介面：
再點選儲存，並開啟fdatool.h檔案，可以看到生成的係數：
/* * Filter Coefficients (C Source) generated by the Filter Design and Analysis Tool * Generated by MATLAB(R) 9.4 and Signal Processing Toolbox 8.0. * Generated on: 20-Jul-2021 12:19:30 */ /* * Discrete-Time FIR Filter (real) * ------------------------------- * Filter Structure : Direct-Form FIR * Filter Length : 51 * Stable : Yes * Linear Phase : Yes (Type 1) */ /* General type conversion for MATLAB generated C-code */ #include "tmwtypes.h" /* * Expected path to tmwtypes.h * D:\Program Files\MATLAB\R2018a\extern\include\tmwtypes.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. */ const int BL = 51; const real32_T B[51] = { -0.0009190982091, -0.00271769613,-0.002486952813, 0.003661438357, 0.0136509249, 0.01735116541, 0.00766530633,-0.006554719061,-0.007696784101, 0.006105459295, 0.01387391612,0.0003508617228, -0.01690892503,-0.008905642666, 0.01744112931, 0.02074504457, -0.0122964941, -0.03424086422,-0.001034529647, 0.04779030383, 0.02736303769, -0.05937951803, -0.08230702579, 0.06718690693, 0.3100151718, 0.4300478697, 0.3100151718, 0.06718690693, -0.08230702579, -0.05937951803, 0.02736303769, 0.04779030383,-0.001034529647, -0.03424086422, -0.0122964941, 0.02074504457, 0.01744112931,-0.008905642666, -0.01690892503,0.0003508617228, 0.01387391612, 0.006105459295,-0.007696784101,-0.006554719061, 0.00766530633, 0.01735116541, 0.0136509249, 0.003661438357,-0.002486952813, -0.00271769613, -0.0009190982091 };
上面陣列B[51]中的資料就是濾波器係數。下面小節講解如何使用filterDesigner配置FIR低通，高通，帶通和帶阻濾波。關於Filter Designer的其它用法，大家可以在matlab命令視窗中輸入help filterDesigner開啟幫助文件進行學習。
40.5 FIR帶通濾波器設計
本章使用的FIR濾波器函式是arm_fir_f32。使用此函式可以設計FIR低通，高通，帶通和帶阻
濾波器。
40.5.1 函式arm_fir_init_f32
函式原型：
void arm_fir_init_f32( arm_fir_instance_f32 * S, uint16_t numTaps, const float32_t * pCoeffs, float32_t * pState, uint32_t blockSize);
函式描述：
這個函式用於FIR初始化。
函式引數：
- 第1個引數是arm_fir_instance_f32型別結構體變數。
- 第2個引數是濾波器係數的個數。
- 第3個引數是濾波器係數地址。
- 第4個引數是緩衝狀態地址。
- 第5個引數是每次處理的資料個數，最小可以每次處理1個數據，最大可以每次全部處理完。
注意事項：
結構體arm_fir_instance_f32的定義如下（在檔案arm_math.h檔案）：
typedef struct { uint16_t numTaps; /**< number of filter coefficients in the filter. */ float32_t *pState; /**< points to the state variable array. The array is of length */ numTaps+blockSize-1. float32_t *pCoeffs; /**< points to the coefficient array. The array is of length numTaps. */ } arm_fir_instance_f32;
1、引數pCoeffs指向濾波因數，濾波因數陣列長度為numTaps。但要注意pCoeffs指向的濾波因數應該按照如下的逆序進行排列：
{b[numTaps-1], b[numTaps-2], b[N-2], ..., b[1], b[0]}
但滿足線性相位特性的FIR濾波器具有奇對稱或者偶對稱的係數，偶對稱時逆序排列還是他本身。
2、pState指向狀態變數陣列，這個陣列用於函式內部計算資料的快取。
3、blockSize 這個引數的大小沒有特殊要求，最小可以每次處理1個數據，最大可以每次全部處理完。
40.5.2 函式arm_fir_f32
函式原型：
void arm_fir_f32( const arm_fir_instance_f32 * S, const float32_t * pSrc, float32_t * pDst, uint32_t blockSize)
函式描述：
這個函式用於FIR濾波。
函式引數：
- 第1個引數是arm_fir_instance_f32型別結構體變數。
- 第2個引數是源資料地址。
- 第3個引數是濾波後的資料地址。
- 第4個引數是每次呼叫處理的資料個數，最小可以每次處理1個數據，最大可以每次全部處理完。
40.5.3 filterDesigner獲取低通濾波器係數
設計一個如下的例子：
訊號由50Hz正弦波和200Hz正弦波組成，取樣率1Kbps，現設計一個帶阻濾波器，截止頻率125Hz和300Hz，取樣1024個數據，採用函式fir1進行設計（注意這個函式是基於視窗的方法設計FIR濾波，預設是hamming窗），濾波器階數設定為28。filterDesigner的配置如下：
配置好帶阻濾波器後，具體濾波器係數的生成大家參考本章第4小節的方法即可。
40.5.4 帶阻濾波器實現
通過工具箱filterDesigner獲得低通濾波器係數後在開發板上執行函式arm_fir_f32 來測試帶阻濾波器的效果。
#define TEST_LENGTH_SAMPLES 1024 /* 取樣點數 */ #define BLOCK_SIZE 1 /* 呼叫一次arm_fir_f32處理的取樣點個數 */ #define NUM_TAPS 29 /* 濾波器係數個數 */ uint32_t blockSize = BLOCK_SIZE; uint32_t numBlocks = TEST_LENGTH_SAMPLES/BLOCK_SIZE; /* 需要呼叫arm_fir_f32的次數 */ static float32_t testInput_f32_50Hz_200Hz[TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 取樣點 */ static float32_t testOutput[TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 濾波後的輸出 */ static float32_t firStateF32[BLOCK_SIZE + NUM_TAPS - 1]; /* 狀態快取，大小numTaps + blockSize - 1*/ /* 低通濾波器係數 通過fadtool獲取*/ const float32_t firCoeffs32LP[NUM_TAPS] = { -0.001822523074f, -0.001587929321f, 1.226008847e-18f, 0.003697750857f, 0.008075430058f, 0.008530221879f, -4.273456581e-18f, -0.01739769801f, -0.03414586186f, -0.03335915506f, 8.073562366e-18f, 0.06763084233f, 0.1522061825f, 0.2229246944f, 0.2504960895f, 0.2229246944f, 0.1522061825f, 0.06763084233f, 8.073562366e-18f, -0.03335915506f, -0.03414586186f, -0.01739769801f, -4.273456581e-18f, 0.008530221879f, 0.008075430058f, 0.003697750857f, 1.226008847e-18f, -0.001587929321f, -0.001822523074f }; /* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: arm_fir_f32_lp * 功能說明: 呼叫函式arm_fir_f32_lp實現低通濾波器 * 形 參：無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ static void arm_fir_f32_lp(void) { uint32_t i; arm_fir_instance_f32 S; float32_t *inputF32, *outputF32; /* 初始化輸入輸出快取指標 */ inputF32 = &testInput_f32_50Hz_200Hz[0]; outputF32 = &testOutput[0]; /* 初始化結構體S */ arm_fir_init_f32(&S, NUM_TAPS, (float32_t *)&firCoeffs32LP[0], &firStateF32[0], blockSize); /* 實現FIR濾波，這裡每次處理1個點 */ for(i=0; i < numBlocks; i++) { arm_fir_f32(&S, inputF32 + (i * blockSize), outputF32 + (i * blockSize), blockSize); } /* 列印濾波後結果 */ for(i=0; i<TEST_LENGTH_SAMPLES; i++) { printf("%f, %f\r\n", testOutput[i], inputF32[i]); } }
執行如上函式可以通過串列埠打印出函式arm_fir_f32濾波後的波形資料，下面通過Matlab繪製波形來對比Matlab計算的結果和ARM官方庫計算的結果。
對比前需要先將串列埠打印出的一組資料載入到Matlab中， arm_fir_f32的計算結果起名sampledata，載入方法在前面的教程中已經講解過，這裡不做贅述了。Matlab中執行的程式碼如下：
%**************************************************************************************** % FIR帶阻濾波器設計 %*************************************************************************************** fs=1000; %設定取樣頻率 1K N=1024; %取樣點數 n=0:N-1; t=n/fs; %時間序列 f=n*fs/N; %頻率序列 x=sin(2*pi*50*t)+sin(2*pi*200*t); %50Hz和200Hz正弦波混合 b=fir1(28, [125/500 300/500], 'stop'); %獲得濾波器係數，截止頻率125Hz和300，帶阻濾波。 y=filter(b, 1, x); %獲得濾波後的波形 subplot(211); plot(t, y); title('Matlab FIR濾波後的實際波形'); grid on; subplot(212); plot(t, sampledata); %繪製ARM官方庫濾波後的波形。 title('ARM官方庫濾波後的實際波形'); grid on;
Matlab執行結果如下：
從上面的波形對比來看，matlab和函式arm_fir_f32計算的結果基本是一致的。為了更好的說明濾波效果，下面從頻域的角度來說明這個問題，Matlab上面執行如下程式碼：
%**************************************************************************************** % FIR帶阻濾波器設計 %*************************************************************************************** fs=1000; %設定取樣頻率 1K N=1024; %取樣點數 n=0:N-1; t=n/fs; %時間序列 f=n*fs/N; %頻率序列 x=sin(2*pi*50*t)+sin(2*pi*200*t); %50Hz和200Hz正弦波混合 subplot(221); plot(t, x); %繪製訊號x的波形 xlabel('時間'); ylabel('幅值'); title('原始訊號'); grid on; subplot(222); y=fft(x, N); %對訊號x做FFT plot(f,abs(y)); xlabel('頻率/Hz'); ylabel('振幅'); title('原始訊號FFT'); grid on; y3=fft(sampledata, N); %經過FIR濾波器後得到的訊號做FFT subplot(223); plot(f,abs(y3)); xlabel('頻率/Hz'); ylabel('振幅'); title('濾波後訊號FFT'); grid on; b=fir1(28, [125/500 300/500], 'stop'); %獲得濾波器係數，截止頻率125Hz和300Hz，帶阻濾波。 [H,F]=freqz(b,1,160); %通過fir1設計的FIR系統的頻率響應 subplot(224); plot(F/pi,abs(H)); %繪製幅頻響應 xlabel('歸一化頻率'); title(['Order=',int2str(28)]); grid on;
Matlab顯示效果如下:
上面波形變換前的FFT和變換後FFT可以看出，200Hz的正弦波基本被濾除。
40.6 實驗例程說明（MDK）
配套例子：
V7-228_FIR帶阻濾波器設計(支援逐個資料的實時濾波)
實驗目的：
- 學習FIR帶阻濾波器的實現，支援實時濾波
實驗內容：
- 啟動一個自動重灌軟體定時器，每100ms翻轉一次LED2。
- 按下按鍵K1，列印原始波形資料和濾波後的波形資料。
使用AC6注意事項
特別注意附件章節C的問題
上電後串列埠列印的資訊：
波特率 115200，資料位 8，奇偶校驗位無，停止位 1。
RTT方式列印資訊：
程式設計：
系統棧大小分配：
RAM空間用的DTCM：
硬體外設初始化
硬體外設的初始化是在 bsp.c 檔案實現：
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: bsp_Init * 功能說明: 初始化所有的硬體裝置。該函式配置CPU暫存器和外設的暫存器並初始化一些全域性變數。只需要呼叫一次 * 形 參：無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ void bsp_Init(void) { /* 配置MPU */ MPU_Config(); /* 使能L1 Cache */ CPU_CACHE_Enable(); /* STM32H7xx HAL 庫初始化，此時系統用的還是H7自帶的64MHz，HSI時鐘: - 呼叫函式HAL_InitTick，初始化滴答時鐘中斷1ms。 - 設定NVIC優先順序分組為4。 */ HAL_Init(); /* 配置系統時鐘到400MHz - 切換使用HSE。 - 此函式會更新全域性變數SystemCoreClock，並重新配置HAL_InitTick。 */ SystemClock_Config(); /* Event Recorder： - 可用於程式碼執行時間測量，MDK5.25及其以上版本才支援，IAR不支援。 - 預設不開啟，如果要使能此選項，務必看V7開發板使用者手冊第8章 */ #if Enable_EventRecorder == 1 /* 初始化EventRecorder並開啟 */ EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U); EventRecorderStart(); #endif bsp_InitKey(); /* 按鍵初始化，要放在滴答定時器之前，因為按鈕檢測是通過滴答定時器掃描 */ bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定時器 */ bsp_InitUart(); /* 初始化串列埠 */ bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC匯流排74HC574擴充套件IO. 必須在 bsp_InitLed()前執行 */ bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ }
MPU配置和Cache配置：
資料Cache和指令Cache都開啟。配置了AXI SRAM區（本例子未用到AXI SRAM），FMC的擴充套件IO區。
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: MPU_Config * 功能說明: 配置MPU * 形 參: 無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ static void MPU_Config( void ) { MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct; /* 禁止 MPU */ HAL_MPU_Disable(); /* 配置AXI SRAM的MPU屬性為關閉讀Cache和寫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擴充套件IO的MPU屬性為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 數 名: CPU_CACHE_Enable * 功能說明: 使能L1 Cache * 形 參: 無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ static void CPU_CACHE_Enable(void) { /* 使能 I-Cache */ SCB_EnableICache(); /* 使能 D-Cache */ SCB_EnableDCache(); }
主功能：
主程式實現如下操作：
- 啟動一個自動重灌軟體定時器，每100ms翻轉一次LED2。
- 按下按鍵K1，列印原始波形資料和濾波後的波形資料。
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: main * 功能說明: c程式入口 * 形 參: 無 * 返 回 值: 錯誤程式碼(無需處理) ********************************************************************************************************* */ int main(void) { uint8_t ucKeyCode; /* 按鍵程式碼 */ uint16_t i; bsp_Init(); /* 硬體初始化 */ PrintfLogo(); /* 列印例程資訊到串列埠1 */ PrintfHelp(); /* 列印操作提示資訊 */ for(i=0; i<TEST_LENGTH_SAMPLES; i++) { /* 50Hz正弦波+200Hz正弦波，取樣率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); /* 啟動1個100ms的自動重灌的定時器 */ /* 進入主程式迴圈體 */ while (1) { bsp_Idle(); /* 這個函式在bsp.c檔案。使用者可以修改這個函式實現CPU休眠和喂狗 */ if (bsp_CheckTimer(0)) /* 判斷定時器超時時間 */ { /* 每隔100ms 進來一次 */ bsp_LedToggle(2); /* 翻轉LED2的狀態 */ } ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 讀取鍵值, 無鍵按下時返回 KEY_NONE = 0 */ if (ucKeyCode != KEY_NONE) { switch (ucKeyCode) { case KEY_DOWN_K1: /* K1鍵按下 */ arm_fir_f32_bs(); break; default: /* 其它的鍵值不處理 */ break; } } } }
40.7 實驗例程說明（IAR）
配套例子：
V7-228_FIR帶阻濾波器設計(支援逐個資料的實時濾波)
實驗目的：
- 學習FIR帶阻濾波器的實現，支援實時濾波
實驗內容：
- 啟動一個自動重灌軟體定時器，每100ms翻轉一次LED2。
- 按下按鍵K1，列印原始波形資料和濾波後的波形資料。
使用AC6注意事項
特別注意附件章節C的問題
上電後串列埠列印的資訊：
波特率 115200，資料位 8，奇偶校驗位無，停止位 1。
RTT方式列印資訊：
程式設計：
系統棧大小分配：
RAM空間用的DTCM：
硬體外設初始化
硬體外設的初始化是在 bsp.c 檔案實現：
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: bsp_Init * 功能說明: 初始化所有的硬體裝置。該函式配置CPU暫存器和外設的暫存器並初始化一些全域性變數。只需要呼叫一次 * 形 參：無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ void bsp_Init(void) { /* 配置MPU */ MPU_Config(); /* 使能L1 Cache */ CPU_CACHE_Enable(); /* STM32H7xx HAL 庫初始化，此時系統用的還是H7自帶的64MHz，HSI時鐘: - 呼叫函式HAL_InitTick，初始化滴答時鐘中斷1ms。 - 設定NVIC優先順序分組為4。 */ HAL_Init(); /* 配置系統時鐘到400MHz - 切換使用HSE。 - 此函式會更新全域性變數SystemCoreClock，並重新配置HAL_InitTick。 */ SystemClock_Config(); /* Event Recorder： - 可用於程式碼執行時間測量，MDK5.25及其以上版本才支援，IAR不支援。 - 預設不開啟，如果要使能此選項，務必看V7開發板使用者手冊第8章 */ #if Enable_EventRecorder == 1 /* 初始化EventRecorder並開啟 */ EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U); EventRecorderStart(); #endif bsp_InitKey(); /* 按鍵初始化，要放在滴答定時器之前，因為按鈕檢測是通過滴答定時器掃描 */ bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定時器 */ bsp_InitUart(); /* 初始化串列埠 */ bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC匯流排74HC574擴充套件IO. 必須在 bsp_InitLed()前執行 */ bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ }
MPU配置和Cache配置：
資料Cache和指令Cache都開啟。配置了AXI SRAM區（本例子未用到AXI SRAM），FMC的擴充套件IO區。
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: MPU_Config * 功能說明: 配置MPU * 形 參: 無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ static void MPU_Config( void ) { MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct; /* 禁止 MPU */ HAL_MPU_Disable(); /* 配置AXI SRAM的MPU屬性為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擴充套件IO的MPU屬性為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 數 名: CPU_CACHE_Enable * 功能說明: 使能L1 Cache * 形 參: 無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ static void CPU_CACHE_Enable(void) { /* 使能 I-Cache */ SCB_EnableICache(); /* 使能 D-Cache */ SCB_EnableDCache(); }
主功能：
主程式實現如下操作：
- 啟動一個自動重灌軟體定時器，每100ms翻轉一次LED2。
- 按下按鍵K1，列印原始波形資料和濾波後的波形資料。
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: main * 功能說明: c程式入口 * 形 參: 無 * 返 回 值: 錯誤程式碼(無需處理) ********************************************************************************************************* */ int main(void) { uint8_t ucKeyCode; /* 按鍵程式碼 */ uint16_t i; bsp_Init(); /* 硬體初始化 */ PrintfLogo(); /* 列印例程資訊到串列埠1 */ PrintfHelp(); /* 列印操作提示資訊 */ for(i=0; i<TEST_LENGTH_SAMPLES; i++) { /* 50Hz正弦波+200Hz正弦波，取樣率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); /* 啟動1個100ms的自動重灌的定時器 */ /* 進入主程式迴圈體 */ while (1) { bsp_Idle(); /* 這個函式在bsp.c檔案。使用者可以修改這個函式實現CPU休眠和喂狗 */ if (bsp_CheckTimer(0)) /* 判斷定時器超時時間 */ { /* 每隔100ms 進來一次 */ bsp_LedToggle(2); /* 翻轉LED2的狀態 */ } ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 讀取鍵值, 無鍵按下時返回 KEY_NONE = 0 */ if (ucKeyCode != KEY_NONE) { switch (ucKeyCode) { case KEY_DOWN_K1: /* K1鍵按下 */ arm_fir_f32_bs(); break; default: /* 其它的鍵值不處理 */ break; } } } }
40.8 總結
本章節主要講解了FIR濾波器的帶阻實現，同時一定要注意線性相位FIR濾波器的群延遲問題，詳見本教程的第41章。
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