43、数字信号处理入门与STM32F4微控制器数据交互

数字信号处理入门与STM32F4微控制器数据交互

1. 数字信号概述

模拟信号可以看作是因变量的函数。例如，使用模拟传感器随时间测量室温时，实际上就形成了一个函数，该函数具有无限个值，且每个值都有无限的精度。但模拟值无法被数字系统处理，因此需要将其采样和量化以获得相应的数字值，进而在嵌入式系统中进行处理。

数字信号由按索引排序的数字值组成。以室温作为模拟信号为例，在特定时间点进行模数转换，获取量化后的样本，按时间排序后即可形成相应的数字信号。从数学角度看，数字信号用带有索引值的数组表示，索引必须为整数值，因为“第1.5个样本”没有意义，所以数字信号可表示为数组x[n]，其中n为整数索引值。

2. 嵌入式系统中数字信号的表示

在嵌入式系统中，可直接使用数字信号的数组表示。C、C++和Python语言都有相应的数组或列表定义可用于表示数字信号。
- C和C++语言 ：C和C++的数组结构相同。在这两种语言中，可通过 int x[N] 定义一个整数数组，其中N为数组元素的数量，从数字信号处理的角度看，这代表一个包含N个整数值的数字信号，数组索引从0开始，可通过 x[n] 访问数字信号的第n个值。也可以使用浮点型数组存储带有整数和小数部分的信号值，例如 float x[4]={0, 0.1, 0.2, 0.3} ，可通过 x[1] 访问数组的第一个元素。
- Python语言 ：在Python中，数字信号可表示为列表。例如 x=[0, 0