Revision 0:7a912bfb5a4e, committed 2018-10-05

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pirottealex

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Fri Oct 05 14:54:02 2018 +0000

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diff -r 000000000000 -r 7a912bfb5a4e digital_filter.cpp
--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/digital_filter.cpp	Fri Oct 05 14:54:02 2018 +0000
@@ -0,0 +1,122 @@
+/**
+ *  digital_filter.h
+ *
+ *  Auteur : Ferdinand Piette (Avril 2011)
+ *  Version : 1.0b
+ *
+ *  Fourni des fonctions permettant d'appliquer des filtres numériques
+ *  ayant pour fonction de transfert :
+ *
+ *          b0*z + b1*z^-1 + ... + bN*z^-N
+ *  H(z) = --------------------------------
+ *           1 + a1*z^-1 + ... + aM*z^-M
+ */
+
+#include <stdlib.h>
+#include <stdio.h>
+
+#include "digital_filter.h"
+
+/**
+ * Initialise les coefficiants du filtre
+ * @param coef_a : les coefficients ai de la fonction de transfert du filtre
+ * @param coef_b : les coefficients bj de la fonction de transfert du filtre
+ * @param coef_a_size : le nombre de coefficients ai. Correspond à M dans la fonction de transfert du filtre
+ * @param coef_b_size : le nombre de coefficients bi. Correspond à N dans la fonction de transfert du filtre
+ * @param transfert_function : un pointeur vers la structure digital_filter_coefficient à initialiser
+ * Si coef_a_size = 0, alors on a la fonction de transfert d'un filtre RIF, sinon, on a celle d'un filtre RII
+ */
+void init_digital_filter_coefficient(struct digital_filter_coefficient * transfert_function, double * coef_a, int coef_a_size, double * coef_b, int coef_b_size)
+{
+    int i;
+
+    // Création du tableau des coefficients a
+    transfert_function->numberOfCoef_a = coef_a_size;
+    transfert_function->coef_a = (double *)malloc(transfert_function->numberOfCoef_a * sizeof * transfert_function->coef_a);
+    for(i = 0; i < transfert_function->numberOfCoef_a; i++)
+        transfert_function->coef_a[i] = coef_a[i];
+
+    // Création du tableau des coefficients b
+    transfert_function->numberOfCoef_b = coef_b_size;
+    transfert_function->coef_b = (double *)malloc(transfert_function->numberOfCoef_b * sizeof * transfert_function->coef_b);
+    for(i = 0; i < transfert_function->numberOfCoef_b; i++)
+        transfert_function->coef_b[i] = coef_b[i];
+}
+
+/**
+ * Initialise le filtre
+ * @param coef_a : les coefficients ai de la fonction de transfert du filtre
+ * @param coef_b : les coefficients bj de la fonction de transfert du filtre
+ * @param coef_a_size : le nombre de coefficients ai. Correspond à M dans la fonction de transfert du filtre
+ * @param coef_b_size : le nombre de coefficients bi. Correspond à N dans la fonction de transfert du filtre
+ * @param filter : un pointeur vers la structure digital_filter à initialiser
+ * Si coef_a_size = 0, alors on se ramène à un filtre RIF, sinon, on a un filtre RII
+ */
+void init_digital_filter(struct digital_filter * filter, double * coef_a, int coef_a_size, double * coef_b, int coef_b_size)
+{
+    // Initialise les coefficients du filtre
+    init_digital_filter_coefficient(&filter->transfert_function, coef_a, coef_a_size, coef_b, coef_b_size);
+
+    // Alloue l'espace mémoire pour les échantillons et les résultats
+    filter->samples = (double *)calloc(filter->transfert_function.numberOfCoef_b, sizeof * filter->samples);
+    filter->results = (double *)calloc(filter->transfert_function.numberOfCoef_a, sizeof * filter->results);
+
+    // Initialise les pointeurs des tableaux d'échantillons et de résultats
+    filter->current_sample = 0;
+    filter->previous_result = filter->transfert_function.numberOfCoef_a-1;
+}
+
+/**
+ * Calcul l'échantillon après filtrage
+ * @param sample : le nouvel échantillon que l'on veut filtrer
+ * @param filter : un pointeur vers la structure digital_filter contenant les informations du filtre (fonction de transfert et mémoire des échantillons précédents)
+ * @return l'échantillon après filtrage
+ */
+double filter_next_sample(digital_filter * filter, double sample)
+{
+    double result = 0;
+    int i;
+
+    // Stocke en mémoire le nouvel échantillon
+    filter->samples[filter->current_sample] = sample;
+
+    // Calcul le résultat du filtrage pour un filtre RIF ou RII
+    // (Prise en compte des échantillons précédent)
+    for(i = 0; i < filter->transfert_function.numberOfCoef_b; i++)
+        result += filter->transfert_function.coef_b[i] * filter->samples[modulo((filter->current_sample-i),filter->transfert_function.numberOfCoef_b)];
+
+    // Calcul le résultat du filtrage pour un filtre RII
+    // (Correction avec le résultat du filtrage des échantillons précédents)
+    for(i = 0; i < filter->transfert_function.numberOfCoef_a; i++)
+        result -= filter->transfert_function.coef_a[i] * filter->results[modulo((filter->previous_result-i),filter->transfert_function.numberOfCoef_a)];
+
+    // Met à jours les pointeurs des tableaux d'échantillons et de résultats
+    filter->current_sample = (filter->current_sample + 1) % filter->transfert_function.numberOfCoef_b;
+    if(filter->transfert_function.numberOfCoef_a > 0)
+    {
+        filter->previous_result = (filter->previous_result + 1) % filter->transfert_function.numberOfCoef_a;
+        filter->results[filter->previous_result] = result;  // Garde en mémoire le résultat pour l'échantillon en cours
+    }
+
+    return result;
+}
+
+/**
+ * Définie l'opération de modulo dans les négatifs pour manipuler des buffers circulaires
+ * @param number : le nombre modulé
+ * @param n : le nombre modulant
+ * @return number modulo n
+ * modulo(-1, 3) = 2
+ */
+int modulo(int number, int n)
+{
+    if(number >= 0)
+        return number%n;
+
+    int result = (-1*number)%n;
+
+    if(result > 0)
+        return n-result;
+
+    return 0;
+}

diff -r 000000000000 -r 7a912bfb5a4e digital_filter.h
--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/digital_filter.h	Fri Oct 05 14:54:02 2018 +0000
@@ -0,0 +1,47 @@
+/**
+ *  digital_filter.h
+ *
+ *  Auteur : Ferdinand Piette (Avril 2011)
+ *  Version : 1.0b
+ *
+ *  Fourni des fonctions permettant d'appliquer des filtres numériques
+ *  ayant pour fonction de transfert :
+ *
+ *          b0*z + b1*z^-1 + ... + bN*z^-N
+ *  H(z) = --------------------------------
+ *           1 + a1*z^-1 + ... + aM*z^-M
+ */
+
+#ifndef DEF_digital_filter
+#define DEF_digital_filter
+
+    /**
+     * Structure stockant les coefficients du filtre
+     */
+    typedef struct digital_filter_coefficient
+    {
+        double * coef_a;        // Les coefficients a1..aN
+        double * coef_b;        // Les coefficients b0..bM
+        int numberOfCoef_a;     // Le nombre de coefficients a
+        int numberOfCoef_b;     // Le nombre de coefficients b
+    } digital_filter_coefficient;
+
+    /**
+     * Structure stockant les coefficiants du filtre et les échantillons et résultats nécessaires
+     */
+    typedef struct digital_filter
+    {
+        double * samples;       // Les échantillons en entrées du filtre
+        double * results;       // Le résultat de la sortie du filtre
+        int current_sample;     // L'indice du tableau où se trouvera le prochain échantillon
+        int previous_result;    // L'indice du tableau où se trouve la sortie du filtre pour l'échantillon courrant
+        struct digital_filter_coefficient transfert_function;   // La structure stockant les coefficients du filtre
+    } digital_filter;
+
+    void init_digital_filter_coefficient(struct digital_filter_coefficient *, double *, int, double * , int);   // Initialise les coefficients du filtre
+    void init_digital_filter(struct digital_filter *, double *, int, double * , int);                           // Initialise le filtre
+    double filter_next_sample(digital_filter *, double);        // Calcule la sortie du filtre pour un nouvel échantillon
+
+    int modulo(int, int);   // Fonction modulo pour buffer circulaire (modulo(-1, 3) = 2)
+
+#endif

diff -r 000000000000 -r 7a912bfb5a4e main.cpp
--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/main.cpp	Fri Oct 05 14:54:02 2018 +0000
@@ -0,0 +1,28 @@
+#include "mbed.h"
+#include "digital_filter.h"
+
+
+Serial pc(USBTX,USBRX);
+
+int main()
+{
+    pc.baud(460800);
+
+    double coef_b[4] = {0.0408, 0.1224, 0.1224, 0.0408};    // Les 4 coefficients ai
+    double coef_a[3] = {-1.2978, 0.7875, -0.1632};          // Les 3 coefficients bj
+    double echantillons[32] = {0.7362, 0.2071, 1.2774, 1.0, 0.5703, 1.2071, 0.0291, 0.0, -0.0291, -1.2071, -0.5703, -1.0, -1.2774, -0.2071, -0.7362, 0.0,
+                               0.7362, 0.2071, 1.2774, 1.0, 0.5703, 1.2071, 0.0291, 0.0, -0.0291, -1.2071, -0.5703, -1.0, -1.2774, -0.2071, -0.7362, 0.0};
+    digital_filter mon_filtre;
+
+    init_digital_filter(&mon_filtre, coef_a, 4, coef_b, 3); // Initialisation du filtre avec les coefficients de la fonction de transfert
+
+    for(char i = 0; i < 32; i++)
+    { // On filtre les échantillons
+        pc.printf("Echantillon numero %d : %lf\t | Apres filtrage : %lf\n\r", i, echantillons[i], filter_next_sample(&mon_filtre, echantillons[i]));
+    }
+
+    while(1)
+    {
+        wait(1);
+    }
+}

diff -r 000000000000 -r 7a912bfb5a4e mbed.bld
--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/mbed.bld	Fri Oct 05 14:54:02 2018 +0000
@@ -0,0 +1,1 @@
+https://os.mbed.com/users/mbed_official/code/mbed/builds/5aab5a7997ee
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