43、数字信号处理入门与STM32F4应用实践

数字信号处理入门与STM32F4应用实践

1. 数字信号概述

在实际应用中，信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号可以看作是因变量的函数，例如用模拟传感器测量室温随时间的变化，实际上就形成了一个函数，这个函数有无限个值，且每个值都有无限的精度。但数字系统无法处理这样的模拟信号，因此需要将其转换为数字信号。

数字信号由按索引排序的数字值组成。以室温这个模拟信号为例，在特定时间点进行模数转换，得到量化后的样本，按时间排序后就形成了相应的数字信号。从数学角度看，数字信号用带索引值的数组表示，索引必须是整数值，因为不存在“第1.5个”样本，所以数字信号可以表示为数组x[n]，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，可以直接使用数字信号的数组表示。以下是几种常见编程语言的实现方式：
- C和C++语言 ：C和C++语言的数组结构相同。可以用 int x[N] 定义一个整数数组，其中N是数组元素的数量，从数字信号处理的角度看，这就是一个包含N个整数值的数字信号，数组索引从0开始，通过 x[n] 可以访问数字信号的第n个值。也可以使用浮点型数组，例如 float x[4]={0, 0.1, 0.2, 0.3} ，通过 x[1] 可以访问数组的第一个元素。
- Python语言 ：在Python中，数字信号可以用列表表示，例如 x=[0, 0.1, 0.2, 0.3] ，同样通过 x[1]