Revision 0:f1e2a221b526, committed 2022-02-25

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MikamiUitOpen

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Fri Feb 25 02:26:41 2022 +0000

Child:

1:2d08a91b6bf2

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1

Changed in this revision

--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/DSP_MultirateLinearphase.lib	Fri Feb 25 02:26:41 2022 +0000
@@ -0,0 +1,1 @@
+https://os.mbed.com/users/MikamiUitOpen/code/DSP_MultirateLinearphase/#f7bfe38c93ab

--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/IirVariable/Biquad.hpp	Fri Feb 25 02:26:41 2022 +0000
@@ -0,0 +1,52 @@
+//--------------------------------------------------------------
+//  縦続形 IIR フィルタの構成要素として使う 2 次の IIR フィルタ
+//      b0 は 1 と仮定している
+//
+//  2022/02/19, Copyright (c) 2022 MIKAMI, Naoki
+//--------------------------------------------------------------
+
+#ifndef IIR_BIQUAD_HPP
+#define IIR_BIQUAD_HPP
+
+#include "mbed.h"
+
+namespace Mikami
+{
+    class Biquad
+    {
+    public:
+        // フィルタの係数をまとめて扱うための構造体
+        struct Coefs { float a1, a2, b1, b2; };
+
+        // デフォルト･コンストラクタ
+        //      係数は構造体 Ceofs で与える
+        Biquad(const Coefs ck = (Coefs){0, 0, 0, 0})
+            : c_(ck), vn1_(0), vn2_(0) {}
+
+        // 2 次のフィルタを実行する
+        float Execute(float xn)
+        {
+            float vn = xn + c_.a1*vn1_ + c_.a2*vn2_;
+            float yn = vn + c_.b1*vn1_ + c_.b2*vn2_;
+        
+            vn2_ = vn1_;
+            vn1_ = vn;
+ 
+            return yn;
+        }
+
+        // 係数を設定する
+        void SetCoefs(const Coefs ck) { c_ = ck; }
+
+        // 内部変数（遅延器）のクリア
+        void Clear() { vn1_ = vn2_ = 0; }
+
+    private:
+        Coefs c_;
+        float vn1_, vn2_;
+
+        // コピー･コンストラクタ禁止のため
+        Biquad(const Biquad&);
+    };
+}
+#endif  // IIR_BIQUAD_HPP

--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/IirVariable/IIR_Cascade.hpp	Fri Feb 25 02:26:41 2022 +0000
@@ -0,0 +1,56 @@
+//---------------------------------------------------
+//  縦続形 IIR フィルタ
+//
+//  2022/02/19, Copyright (c) 2022 MIKAMI, Naoki
+//---------------------------------------------------
+
+#ifndef IIR_CASCADE_HPP
+#define IIR_CASCADE_HPP
+
+#include "Biquad.hpp"
+#include "Array.hpp"    // Array クラスが定義されている
+
+namespace Mikami
+{
+    class IirCascade
+    {
+    public:
+        // コンストラクタ
+        IirCascade(int order = 0, const Biquad hk[] = NULL, float g0 = 1)
+            : order_(order), hn_((order+1)/2, hk), g0_(g0) {}
+
+        // フィルタ処理を実行する
+        float Execute(float xn)
+        {
+            float yn = g0_*xn;
+            for (int k=0; k<(order_+1)/2; k++) yn = hn_[k].Execute(yn);
+            return yn;
+        }
+
+        // 係数の設定
+        void SetCoefs(int order, const Biquad::Coefs ck[], float g0)
+        {
+            if (order_ != order)
+            {
+                order_ = order;
+                hn_.SetSize((order+1)/2);
+            }
+            g0_ = g0;
+            for (int k=0; k<(order+1)/2; k++) hn_[k].SetCoefs(ck[k]);
+        }
+
+        // 内部変数（遅延器）のクリア
+        void Clear()
+        {   for (int k=0; k<(order_+1)/2; k++) hn_[k].Clear(); }
+
+    private:
+        int order_;         // 次数
+        Array<Biquad> hn_;  // Biquad クラスのオブジェクトの配列
+        float g0_;          // 利得定数
+
+        // コピー･コンストラクタ，代入演算子禁止禁止のため
+        IirCascade(const IirCascade&);
+        IirCascade& operator=(const IirCascade&);
+    };
+}
+#endif  // IIR_CASCADE_HPP

--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/IirVariable/IirVariable.hpp	Fri Feb 25 02:26:41 2022 +0000
@@ -0,0 +1,63 @@
+//--------------------------------------------------------------
+//  可変 IIR フィルタのクラス
+//
+//  2022/02/21, Copyright (c) 2022 MIKAMI, Naoki
+//--------------------------------------------------------------
+
+#include "IIR_Cascade.hpp"
+
+#ifndef VARIABLE_IIR_FILTER_HPP
+#define VARIABLE_IIR_FILTER_HPP
+
+namespace Mikami
+{
+    class VariableIir
+    {
+    public:
+        // コンストラクタ
+        VariableIir() : fPtr2_(&VariableIir::Off)
+        {   
+            SetOff();   // 最初は出力 Off       
+            Validate(); // フィルタ処理有効
+        }
+
+        // IIR フィルタの実行
+        float Execute(float xn) { return (this->*fPtr_)((this->*fPtr2_)(xn)); }
+
+        // IIR フィルタの係数を設定する
+        void SetCoefficients(int order, const Biquad::Coefs ck[], float g0)
+        {   iirFilter_.SetCoefs(order, ck, g0); }
+
+        // フィルタの遅延器をクリア
+        void Clear() { iirFilter_.Clear(); }
+
+        // IIR フィルタの処理を有効にする
+        void Validate() { fPtr_ = &VariableIir::Filtering; }
+
+        // IIR フィルタの処理を無効にする
+        void Invalidate() { fPtr_ = &VariableIir::Through; }
+
+        // 出力を On にする    
+        void SetOn() { fPtr2_ = &VariableIir::On; }
+
+        // 出力を Off にする
+        void SetOff() { fPtr2_ = &VariableIir::Off; }
+            
+    private:
+        IirCascade iirFilter_;
+
+        float (VariableIir::*fPtr_)(float);     // フィルタ処理タの有無
+        float (VariableIir::*fPtr2_)(float);    // 出力の On/Off
+        
+        float Through(float xn) { return xn; }  // そのまま出力
+        float Filtering(float xn)               // フィルタを実行して出力
+        {   return iirFilter_.Execute(xn); }
+        float On(float xn) { return xn; }       // 出力: On
+        float Off(float xn) { return 0; }       // 出力: Off
+
+        // コピー･コンストラクタ，代入演算子禁止禁止のため
+        VariableIir(const VariableIir&);
+        VariableIir& operator=(const VariableIir&);
+    };
+}
+#endif  // VARIABLE_IIR_FILTER_HPP

--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/SerialTxRxIntr.lib	Fri Feb 25 02:26:41 2022 +0000
@@ -0,0 +1,1 @@
+https://os.mbed.com/users/MikamiUitOpen/code/SerialTxRxIntr/#268977533f95

--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/main.cpp	Fri Feb 25 02:26:41 2022 +0000
@@ -0,0 +1,96 @@
+//------------------------------------------------------------------
+//  遮断周波数可変 IIR フィルタ（LPF, HPF）
+//      DA 出力はアップサンプリング使用
+//
+//  PC 側のプログラム： F446_VariableLHpfB
+//
+//  2022/02/21, Copyright (c) 2022 MIKAMI, Naoki
+//------------------------------------------------------------------
+
+#include "MultirateLiPh.hpp"    // DA でアップサンプリング
+#include "SerialRxTxIntr.hpp"
+#include "IirVariable.hpp"
+#include <cctype>           // isalpha(), isdigit() で使用
+using namespace Mikami;
+
+const float FS_ = 44.1f;    // 入力の標本化周波数： 44.1 kHz
+MultirateLiPh myAdDa_(FS_); // 出力標本化周波数を４倍にするオブジェクト
+
+// 縦続形 IIR フィルタによる可変フィルタのオブジェクト, 次数： 10 次
+VariableIir filter_;
+
+void Select(string str);    // 有効，無効，出力 On/Off に対応する処理の選択
+void NumericCtrl(string str);   // フィルタ係数の更新
+
+// LPF/HPF の信号処理
+void AdcIsr()
+{
+    float xn = myAdDa_.Input();     // 入力
+    float yn = filter_.Execute(xn); // IIR フィルタの実行
+    myAdDa_.Output(yn);             // 出力
+}
+
+int main()
+{   
+    SerialRxTxIntr rx(150); // PC との通信用，バッファサイズ：150，9600 baud
+
+    NVIC_SetPriority(ADC_IRQn, 0);  // AD変換終了割り込みの優先度が最高
+    NVIC_SetPriority(USART2_IRQn, 1);   
+
+    myAdDa_.Start(&AdcIsr);     // 標本化を開始する
+    while (true)
+    {
+        if (rx.IsEol())         // PC からの指令に対応する処理
+        {
+            string str = rx.GetBuffer();
+            if (str == "VrFcB")
+            {
+                rx.TxString("ACK\n");   // "ACK" を送り返す
+                wait_ms(10);
+                rx.Baud(115300);        // 以降は 115,300 baud
+            }
+            else
+            {
+                if (isalpha(str[0])) Select(str);
+                else                 NumericCtrl(str);
+            }
+        }
+    }
+}
+
+// 有効，無効，出力 On/Off に対応する処理の選択
+void Select(string str)
+{
+    if (str == "ACTIVE")  filter_.Validate();   // フィルタ処理有効
+    if (str == "THROUGH") filter_.Invalidate(); // フィルタ処理無効
+    if (str == "ON")      filter_.SetOn();      // 出力を On
+    if (str == "OFF")     filter_.SetOff();     // 出力を Off
+}
+
+// フィルタ係数の設定
+void NumericCtrl(string str)
+{
+    static char typeOld = 'L';  // 最初は LPF
+    char type;                  // LPF/HPF の区別
+    
+    const int N = 5;        // 次数の 1/2
+    const int L0 = 13;      // 一つの係数当たりの文字数
+    float a1, a2;
+    Biquad::Coefs cfs[N];   // 転送された文字列から変換された係数
+
+    float b1 = atof(str.substr(0, 2).c_str());
+    type = (b1 > 0)? 'L' : 'H';
+
+    for (int n=0; n<N; n++)
+    {
+        a1 = atof(str.substr(n*2*L0+2, L0).c_str());
+        a2 = atof(str.substr((n*2+1)*L0+2, L0).c_str());
+        cfs[n] = (Biquad::Coefs){a1, a2, b1, 1};
+    }
+    float g0 = atof(str.substr(N*2*L0+2, L0).c_str());
+    filter_.SetCoefficients(2*N, cfs, g0);  // 係数設定
+
+    // LPF と HPF が切り替わった場合フィルタの遅延器をクリア
+    if (type != typeOld) filter_.Clear();
+    typeOld = type;
+}

--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/mbed.bld	Fri Feb 25 02:26:41 2022 +0000
@@ -0,0 +1,1 @@
+https://os.mbed.com/users/mbed_official/code/mbed/builds/65be27845400
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