Butterworth滤波器设计（IIR类型）

设计滤波系数

打开MATLAB，选择应用程序，点击Filter Design & Analysis

选择Butterworth,设置阶数，采样频率FS,截止频率FC,最后点击Design Filter确定

选择Analysis菜单，点击Filter Coefficients

选择Edit菜单，点击Convert to single section

选择Targets菜单，点击Generate C Header...

选择Export as，选择single-precision float,点击Generate

生成的文件内容如下

/** Filter Coefficients (C Source) generated by the Filter Design and Analysis Tool* Generated by MATLAB(R) 9.0 and the Signal Processing Toolbox 7.2.* Generated on: 27-Nov-2019 07:42:47*//** Discrete-Time IIR Filter (real)* -------------------------------* Filter Structure    : Direct-Form II* Numerator Length    : 7* Denominator Length  : 7* Stable              : Yes* Linear Phase        : No*//* General type conversion for MATLAB generated C-code  */
#include "tmwtypes.h"
/* * Expected path to tmwtypes.h * C:\Program Files\MATLAB\R2016a\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 NL = 7;
const real32_T NUM[7] = {0.004106325097,  0.02463795058,  0.06159487367,  0.08212649822,  0.06159487367,0.02463795058, 0.004106325097
};
const int DL = 7;
const real32_T DEN[7] = {1,   -2.021385193,    2.312567234,   -1.521253347,   0.6202822328,-0.1416414529,  0.01423505601
};

C代码实现Butterworlth滤波系数数组定义

float    FACTOR_B[] = {0.004106325097,  0.02463795058,  0.06159487367,  0.08212649822,  0.06159487367, 0.02463795058, 0.004106325097};
float   FACTOR_A[] = {1,   -2.021385193,    2.312567234,   -1.521253347,   0.6202822328,  -0.1416414529,  0.01423505601};

Butterworlth数据结构


typedef struct
{float xBuffer[FACTOR_NUMBER];float yBuffer[FACTOR_NUMBER];
}BUTTER_WORTH_BUFFER;

Butterworth算法实现

static BUTTER_WORTH_BUFFER s_ecgFilter;
#define FACTOR_NUMBER 7uint16_t buterworlthFilter(uint16_t x)
{uint32_t i;//运算之前Buf向前移动一个位置，以保存之前Buf的数据；for(i=FACTOR_NUMBER-1; i>0;i--){s_ecgFilter.yBuffer[i] = s_ecgFilter.yBuffer[i-1];s_ecgFilter.xBuffer[i] = s_ecgFilter.xBuffer[i-1];}s_ecgFilter.xBuffer[0] = x;s_ecgFilter.yBuffer[0] = 0;for(i=1;i<FACTOR_NUMBER;i++){s_ecgFilter.yBuffer[0] = s_ecgFilter.yBuffer[0]+FACTOR_B[i]*s_ecgFilter.xBuffer[i];s_ecgFilter.yBuffer[0] = s_ecgFilter.yBuffer[0]-FACTOR_A[i]*s_ecgFilter.yBuffer[i];}s_ecgFilter.yBuffer[0] = s_ecgFilter.yBuffer[0]+FACTOR_B[0]*s_ecgFilter.xBuffer[0];return (uint16_t)s_ecgFilter.yBuffer[0];
}

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