![](/media/cache/group/site_id.gif.50x50_q85.jpg)
Interface 2015年4月号 第1部 第7章のプログラム
Information
FftTest - Interface 2015年4月号 第1部 第7章 のソフトウェア
Program for Section 7 in April 2015 issue of Interface
(Japanese electronics magazine)
概要
このプログラムは、
- ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、ノッチフィルタ
を行うFilterTestクラス、 - FFT (256点)
を行うFftTestクラス、
波形をUSBシリアル通信でホストへ送信するmain関数で構成されています。
FilterTest.h, FilterTest.cpp
- A-Dサンプリング - 1 kSPS
- ハイパスフィルタ(遮断周波数 0.5 Hz、1次バターワース)
- ローパスフィルタ(遮断周波数 30 Hz、2次バターワース)
- ノッチフィルタ(中心周波数 50 Hz、2次)
FftTest.h, FftTest.cpp
- 256点FFT演算 - クーリー-テューキー アルゴリズム 基数-2 時間間引き
- ハン窓(ハニング窓)適用
- パワー値計算
- 振幅値計算
- 振幅値正規化(実効値にスケーリング)
main.cpp
- データ送信レート - 200 SPS
- メインループ - ポーリングにより、サンプリング、フィルタ処理完了フラグがセットされたら、
また、FFT完了フラグがセットされたらUSBシリアル通信経由で、ホストへ送信する
シリアル通信フォーマット
(※)誌面ではパケットサイズ 64 byteとなっていますが、
64 byteでは、PCのUSBドライバが 4096 byteまで保持し、波形が滑らかに描画できないため、
Ver.1.0.2で、32 byteに変更しています。
- 34byte固定長パケット方式
- 波形データパケット、FFTパケットの2種類
波形データパケット | FFTパケット | |
0x00 | パケットヘッダ(固定値0xAA) | パケットヘッダ(固定値0xAA) |
0x01 | データ種別ID(0x01: 波形データ) | (0x02: FFTデータ) |
0x02 | パケット番号(0 - 99繰り返し) | レンジ(0: DC - 23 Hz, 1: 23 - 46 Hz, 2: 46 - 70 Hz) |
0x03 | ペイロードサイズ(固定値30) | ペイロードサイズ(固定値30) |
0x04 - 0x21 | 波形データ(short, big endian) | FFTデータ(unsigned short, big endian) |
Description
This contains FilterTest class, FftTest class and main function.
FilterTest class:
- High pass filter, Low pass, Notch filter
FftTest class:
- FFT (256 points)
Main function:
- Send waveform and FFT data to host via USB serial class.
FilterTest.h, FilterTest.cpp
- A-D sampling - 1 kSPS
- High pass filter - Cut off frequency 0.5 Hz, first order butterworth
- Low pass filter - Cut off frequency 30 Hz, second order butterworth
- Notch filter - Center frequency 50 Hz, second order
FftTest.h, FftTest.cpp
- 256 points FFT - Cooley-Tukey algorithm Radix-2 Decimation-In-Time
- Apply Hann window
- Calculate power spectrum
- Calculate amplitude spectrum
- Normalize amplitude
main.cpp
- Data sending rate - 200 SPS
- Main loop - sending waveform and FFT data via USB serial interface when detecting ready flag.
Packet format for USB serial interface
- Packet size: 34 bytes(fixed)
- Two types of packet, waveform packet and FFT packet
Waveform packet | FFT packet | |
0x00 | Packet header (0xAA (fixed)) | Packet header (0xAA (fixed)) |
0x01 | Data type ID (0x01: Waveform ID) | (0x02: FFT ID) |
0x02 | Packet number (0 - 99) | Range (0: DC - 23 Hz, 1: 23 - 46 Hz, 2: 46 - 70 Hz) |
0x03 | Payload size (30 (fixed)) | Payload size (30 (fixed)) |
0x04 - 0x21 | Waveform data (short, big endian) | FFT data (unsigned short, big endian) |
Diff: FilterTest.h
- Revision:
- 1:537eb14c5332
- Parent:
- 0:9779b89a8820
--- a/FilterTest.h Mon Feb 23 22:19:58 2015 +0000 +++ b/FilterTest.h Thu Jul 30 10:26:38 2015 +0000 @@ -1,8 +1,8 @@ /** * @file FilterTest.h * @brief Header file for FilterTest.cpp - * @date 2015.02.22 - * @version 1.0.1 + * @date 2015.07.30 + * @version 1.0.2.1 */ #ifndef _INC_FilterTest #define _INC_FilterTest @@ -19,14 +19,14 @@ #define INIT_LA2 (0.766006600943264) /* LPF denominator coefficient 2 */ /* Notch filter fc = 50 Hz, fs = 1000 Hz */ -#define INIT_NB (0.820675769028781) /* BRF numerator coefficient */ -#define INIT_NA1 (-1.561018075800720) /* BRF denominator coefficient 1 */ -#define INIT_NA2 (0.641351538057563) /* BRF denominator coefficient 2 */ +// #define INIT_NB (0.820675769028781) /* BRF numerator coefficient */ +// #define INIT_NA1 (-1.561018075800720) /* BRF denominator coefficient 1 */ +// #define INIT_NA2 (0.641351538057563) /* BRF denominator coefficient 2 */ // /* Notch filter fc = 60 Hz, fs = 1000 Hz */ -// #define INIT_NB (0.793459754030595) /* BRF numerator coefficient */ -// #define INIT_NA1 (-1.475480443592650) /* BRF denominator coefficient 1 */ -// #define INIT_NA2 (0.586919508061190) /* BRF denominator coefficient 2 */ +#define INIT_NB (0.793459754030595) /* BRF numerator coefficient */ +#define INIT_NA1 (-1.475480443592650) /* BRF denominator coefficient 1 */ +#define INIT_NA2 (0.586919508061190) /* BRF denominator coefficient 2 */ /** Filter test */