STM32上IIR滤波器设计与调整：DirectFormI结构优化

本文档主要介绍了在STM32平台上实现IIR（无限 impulse response）数字滤波器的方法，特别关注于设计过程和参数选择。IIR滤波器是一种常用在信号处理中的线性时不变系统，因其具有快速响应和计算效率高等特点而被广泛应用。 首先，设计者使用了fdatool工具来创建一个IIR高通滤波器，设定的采样率为400Hz，截止频率为1Hz。在设计初步完成之后，需要根据实际需求进行调整，确保滤波效果和性能。 在滤波器结构上，作者推荐使用DirectForm I结构，因为这种形式通常更稳定且性能优良，它是由多个二阶部分串联而成。如果初始设计不是这种形式，可以通过"Convert to second-order sections"功能将其转换。这一步骤确保了滤波器在实际应用中的性能和稳定性。 在滤波器系数的量化过程中，选择单精度浮点（single precision floating-point）数据类型，这是因为更高的精度可以减少噪声并提高滤波器的稳定性。如果采用固定点（如定点）可能会导致较大的误差。通过"generate header"选项，将生成的系数存储到名为iir_coefs.h的头文件中，定义了变量如IIR_B（Numerator coefficients）和IIR_A（Denominator coefficients），以便在后续代码中调用。 头文件中还包含了一些关于滤波器系数转换的注释，提醒用户滤波器系数可能因数据类型限制而被截断，这可能导致实际响应与理论设计不符。因此，建议使用MATLAB的Filter Design & Analysis Tool 进行精确的单精度系数设计，以保证滤波效果的准确性。 本文提供了一个清晰的步骤指南，从滤波器设计、结构优化到系数生成，对于STM32平台上的IIR滤波器实现具有很高的实用价值，对于工程实践中进行信号处理的开发者来说是一份宝贵的参考资料。