ps.源碼放在最后面

設計IIR數字濾波器可以看這里：利用MATLAB配合ARM-DSP庫設計IIR數字濾波器（保姆級教程）

引言

本篇文章將介紹如何利用MATLAB與STM32的ARM-DSP庫相結合，簡明易懂地實現FIR低通濾波器的設計與應用。文章重點不在于理論深度，而是幫助初學者通過實際操作，掌握數字濾波器的實現流程，為后續深入學習打下基礎。

理論基礎

詳看上一篇文章：數字濾波器的分類

設計FIR低通濾波器

MATLAB配置

filterDesigner濾波器設計工具

首先在命令行窗口輸入"filterDesigner"，接著就會跳出以下界面：

設計步驟

跟著下圖步驟選擇：

濾波器幅頻響應圖像

接著就可得到以下FIR濾波器及其幅頻響應圖像：

導出濾波器系數

根據以下步驟，導出MATLAB濾波器的系數：
目標"->"生成C頭文件"，打開所生成的.h文件，將文件中數組的元素復制下來，后面將其粘貼到代碼中即可。

STM32部分

DSP庫添加

詳細請看硬漢哥的這篇文章，講的十分清晰：ARM DSP源碼和庫移植方法（MDK5的AC5和AC6）

FIR代碼部分

變量參數定義

以下就是需要的變量參數定義，值得注意的是，圖中圈起來的兩個部分，在FIR濾波器發生變化的時候，即參數改變的時候需要修改的參數：

FIR濾波主要代碼

代碼部分沒什么好說的，千篇一律，主要就是MATLAB中生成的濾波器參數不一樣。更換不同的FIR濾波器的時候，將代碼中的濾波器參數和數組大小改一下就行。

程序現象

使用串口打印到VOFA+這個軟件上

信號頻率：4500Hz
采樣頻率：48000Hz
通帶頻率：4000Hz
阻帶頻率：5000Hz
紅色：原始信號波形
綠色：濾波后信號波形

源碼

變量定義部分

/*********************** FIR ***********************/
/** 采樣頻率：48kHz 通帶頻率：4kHz 阻帶頻率：5kHz **/
#define FIR_LENGTH 256                         									/* FIR濾波器輸入輸出數據的長度 */
#define FIR_NUMTAPS_LENGTH 98                  									/* FIR濾波器的系數個數 */
#define FIR_PSTATE_LENGTH (FIR_LENGTH + FIR_NUMTAPS_LENGTH - 1) /* FIR濾波器狀態變量的長度 */
arm_fir_instance_f32 * fir_S;												/* FIR實例化結構體 /

float32_t FIR_InputBufer[FIR_LENGTH] = {0};					/ 輸入數據緩沖區，長度為 FIR_LENGTH /

float32_t FIR_OutputBufer[FIR_LENGTH] = {0};				/ 輸出數據緩沖區，長度為 FIR_LENGTH /

uint16_t fir_numTaps = FIR_NUMTAPS_LENGTH;					/ FIR濾波器系數個數 /

uint32_t fir_blockSize = FIR_LENGTH;								/ 塊處理大小 /

float32_t fir_pState[FIR_PSTATE_LENGTH] = {0.0f};		/ FIR濾波器狀態變量暫存數組：狀態數組的大小為 fir_numTaps + fir_blockSize - 1 /

const float32_t fir_pCoeffs[FIR_NUMTAPS_LENGTH] = {	/ FIR濾波器系數數組，長度為 FIR_NUMTAPS_LENGTH */

-0.00078254311335225067f, -0.00194089034910090554f, -0.00313185282559110684f, -0.00495539876517352672f,

-0.00638956086602692451f, -0.00757987454003869986f, -0.00772155390280845032f, -0.00687095084055358400f,

-0.00476900664053667676f, -0.00188692319952501889f,  0.00134417816349838314f,  0.00407555838576917698f,

0.00566532906664842656f,  0.00556431360122016001f,  0.00374928839584976175f,  0.00060987014721678768f,

-0.00296735404678587613f, -0.00591985213343452707f, -0.00723224215293890964f, -0.00632349600819474313f,

-0.00323442690521178432f,  0.00127132144860143200f,  0.00589453667352991990f,  0.00912956175478252599f,

0.00974387808929712967f,  0.00719961710314756358f,  0.00192723328839332114f, -0.00469422256804760251f,

-0.01065481062891286343f, -0.01388627358340486194f, -0.01292296778433829618f, -0.00746430826262267644f,

0.00136126826115418606f,  0.01114780347633200115f,  0.01879006594120128520f,  0.02136402303334635974f,

0.01708251376049307185f,  0.00604552989247455347f, -0.00945856323233184963f, -0.02524803257338050638f,

-0.03611715784341684721f, -0.03710298030813360959f, -0.02483745200229213815f,  0.00137548734160661008f,

0.03906511682715284317f,  0.08285990139574969660f,  0.12549091009382731809f,  0.15931768100861251614f,

0.17801724820473396882f,  0.17801724820473396882f,  0.15931768100861251614f,  0.12549091009382731809f,

0.08285990139574969660f,  0.03906511682715284317f,  0.00137548734160661008f, -0.02483745200229213815f,

-0.03710298030813360959f, -0.03611715784341684721f, -0.02524803257338050638f, -0.00945856323233184963f,

0.00604552989247455347f,  0.01708251376049307185f,  0.02136402303334635974f,  0.01879006594120128520f,

0.01114780347633200115f,  0.00136126826115418606f, -0.00746430826262267644f, -0.01292296778433829618f,

-0.01388627358340486194f, -0.01065481062891286343f, -0.00469422256804760251f,  0.00192723328839332114f,

0.00719961710314756358f,  0.00974387808929712967f,  0.00912956175478252599f,  0.00589453667352991990f,

0.00127132144860143200f, -0.00323442690521178432f, -0.00632349600819474313f, -0.00723224215293890964f,

-0.00591985213343452707f, -0.00296735404678587613f,  0.00060987014721678768f,  0.00374928839584976175f,

0.00556431360122016001f,  0.00566532906664842656f,  0.00407555838576917698f,  0.00134417816349838314f,

-0.00188692319952501889f, -0.00476900664053667676f, -0.00687095084055358400f, -0.00772155390280845032f,

-0.00757987454003869986f, -0.00638956086602692451f, -0.00495539876517352672f, -0.00313185282559110684f,

-0.00194089034910090554f, -0.00078254311335225067f

};

主要程序部分

/*********************** FIR濾波 ***********************/
if(filter_Flag == 0){
	for (uint16_t i = 0; i < FIR_LENGTH; i++) {
		FIR_InputBufer[i] = (float)ADC_DMA_ConvertedValue[i] * 3.3 / 65536.0;
	}
	/* 為FIR實例分配內存 */ 
	fir_S = (arm_fir_instance_f32 *)malloc(sizeof(arm_fir_instance_f32));  
	if (fir_S == NULL) {
		return 0; /* 內存分配失敗，處理錯誤 */
	}
	rm_fir_init_f32(fir_S,fir_numTaps,fir_pCoeffs,fir_pState,fir_blockSize);
	arm_fir_f32(fir_S,FIR_InputBufer,FIR_OutputBufer,fir_blockSize);		
	Set_Current_USART(USART1_IDX);/* 使用串口1 */
	for (uint16_t i = 49; i < FIR_LENGTH; i++){ 
		    printf("%d: %lf,%lf\r\n",i,FIR_InputBufer[i],FIR_OutputBufer[i]);
	}
	free(fir_S);    /* 釋放內存 */
	fir_S = NULL; 	/* 將指針設置為 NULL，以避免懸掛指針 */
}
/*******************************************************/

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