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【STM32系列】利用MATLAB配合ARM-DSP库设计FIR数字滤波器（保姆级教程）

news 来源：原创 2025/5/20 1:41:33

ps.源码放在最后面

设计IIR数字滤波器可以看这里：利用MATLAB配合ARM-DSP库设计IIR数字滤波器（保姆级教程）

前言

本篇文章将介绍如何利用MATLAB与STM32的ARM-DSP库相结合，简明易懂地实现FIR低通滤波器的设计与应用。文章重点不在于理论深度，而是帮助初学者通过实际操作，掌握数字滤波器的实现流程，为后续深入学习打下基础。

理论基础

详看上一篇文章：数字滤波器的分类

设计FIR低通滤波器

MATLAB配置

filterDesigner滤波器设计工具

首先在命令行窗口输入"filterDesigner"，接着就会跳出以下界面：

设计步骤

跟着下图步骤选择：

滤波器幅频响应图像

接着就可得到以下FIR滤波器及其幅频响应图像：

导出滤波器系数

根据以下步骤，导出MATLAB滤波器的系数（千万不要用"目标"->"生成C头文件"来导出，主要是为了后面操作方便）：

最后得到的浮窗是这样的，选择一个合适的位置导出即可。

导出后系数转换

导出后大概率会出现这样一个MATLAB窗口（可知导出后的文件也可在MATLAB中打开，在打开这类文件的时候，记得选择文件类别为“全部文件”）：

 那么多数字就是滤波器所需的参数了，接下来就是随便找一个AI，让它帮你将其整理为一个一行四个元素的数组就行。

STM32部分

DSP库添加

详细请看硬汉哥的这篇文章，讲的十分清晰：ARM DSP源码和库移植方法（MDK5的AC5和AC6）

FIR代码部分

变量参数定义

以下就是需要的变量参数定义，值得注意的是，图中圈起来的两个部分，在FIR滤波器发生变化的时候，即参数改变的时候需要修改的参数：

FIR滤波主要代码

代码部分没什么好说的，千篇一律，主要就是MATLAB中生成的滤波器参数不一样。更换不同的FIR滤波器的时候，将代码中的滤波器参数和数组大小改一下就行。

程序现象

使用串口打印到VOFA+这个软件上

信号频率：4500Hz
采样频率：48000Hz
通带频率：4000Hz
阻带频率：5000Hz
红色：原始信号波形
绿色：滤波后信号波形

源码

变量定义部分

/*********************** FIR ***********************/
/** 采样频率：48kHz 通带频率：4kHz 阻带频率：5kHz **/
#define FIR_LENGTH 256                         									/* FIR滤波器输入输出数据的长度 */
#define FIR_NUMTAPS_LENGTH 98                  									/* FIR滤波器的系数个数 */
#define FIR_PSTATE_LENGTH (FIR_LENGTH + FIR_NUMTAPS_LENGTH - 1) /* FIR滤波器状态变量的长度 */arm_fir_instance_f32 * fir_S;												/* FIR实例化结构体 */
float32_t FIR_InputBufer[FIR_LENGTH] = {0};					/* 输入数据缓冲区，长度为 FIR_LENGTH */
float32_t FIR_OutputBufer[FIR_LENGTH] = {0};				/* 输出数据缓冲区，长度为 FIR_LENGTH */
uint16_t fir_numTaps = FIR_NUMTAPS_LENGTH;					/* FIR滤波器系数个数 */
uint32_t fir_blockSize = FIR_LENGTH;								/* 块处理大小 */
float32_t fir_pState[FIR_PSTATE_LENGTH] = {0.0f};		/* FIR滤波器状态变量暂存数组：状态数组的大小为 fir_numTaps + fir_blockSize - 1 */
const float32_t fir_pCoeffs[FIR_NUMTAPS_LENGTH] = {	/* FIR滤波器系数数组，长度为 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滤波 ***********************/
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;}/* 为FIR实例分配内存 */ fir_S = (arm_fir_instance_f32 *)malloc(sizeof(arm_fir_instance_f32));  if (fir_S == NULL) {return 0; /* 内存分配失败，处理错误 */}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);    /* 释放内存 */fir_S = NULL; 	/* 将指针设置为 NULL，以避免悬挂指针 */
}
/*******************************************************/

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编程日记 2025/5/19 15:29:16

论文笔记-COLING2025-LLMTreeRec

论文笔记-COLING2025-LLMTreeRec: Unleashing the Power of Large Language Models for Cold-Start Recommendations LLMTreeRec: 释放大语言模型在冷启动推荐中的力量摘要1.引言2.框架2.1项目树构建2.2以LLM为中心的基于树的推荐2.2.1推荐链策略2.2.2检索策略 3.实验3.1实验设…...

编程日记 2025/5/10 21:27:26

c++ haru生成pdf输出饼图

#define PI 3.14159265358979323846 // 绘制饼图的函数 void draw_pie_chart(HPDF_Doc pdf, HPDF_Page page, float *data, int data_count, float x, float y, float radius) { float total 0; int i; // 计算数据总和 for (i 0; i < data_count; i) { tot…...

编程日记 2025/5/17 8:02:42

【‌Unity】Unity中物体的static属性作用

‌Unity中物体的static属性主要用于优化游戏性能和简化渲染过程。‌ Unity中物体的static属性的作用 优化渲染性能‌&#xff1a;当物体被标记为static时&#xff0c;Unity会在游戏运行时将其视为静止的物体&#xff0c;这意味着这些物体的渲染信息不会随着每一帧的更新而变化…...

编程日记 2025/5/13 20:42:52

Rust 测试指南：从入门到进阶

1. 测试基础&#xff1a;#[test] 属性 Rust 测试的基本单位是函数。只要在一个函数前面标注 #[test] 属性&#xff0c;那么在运行 cargo test 时&#xff0c;Rust 会自动识别并执行它。例如&#xff0c;新建一个库工程 adder&#xff0c;cargo new adder --lib&#xff0c;在 …...

编程日记 2025/5/16 17:29:10

Elasticsearch 生产集群部署终极方案

Elasticsearch 集群部署 1.集群部署1.1 新增用户1.2 优化操作系统1.3 JDK1.4 elasticsearch1.5 开机自启动 2.安全认证功能2.1 生成CA证书2.2 生成密钥2.3 上传至其他节点2.4 修改属主、属组2.5 配置文件添加参数2.6 各节点添加密钥库密码2.7 设置用户密码 1.集群部署 1.1 新增…...

编程日记 2025/5/10 7:42:57

电路笔记(元器件)：AD 5263数字电位计(暂记)

AD5263 是四通道、15 V、256位数字电位计&#xff0c;可通过SPI/I2C配置具体电平值。 配置模式&#xff1a; W引脚作为电位器的抽头&#xff0c;可在A-B之间调整任意位置的电阻值。也可将W与A(或B)引脚短接&#xff0c;A-W间的电阻总是0欧姆&#xff0c;通过数字接口调整电位器…...

编程日记 2025/5/11 20:56:19

如何在电脑后台定时进行自动截图？自动截图后如何快捷保存？如何远程查看？

7-2 有时候需要对电脑的屏幕进行在后台连续性的截图保存&#xff0c;并且要可以远程查看&#xff0c;无界面&#xff0c;以达到对电脑的使用过程进行完全了解的目的&#xff0c;一般用于对小孩使用电脑的掌握&#xff0c;如果父母在外地&#xff0c;不方便就近管理&#xff0c…...

编程日记 2025/5/19 1:19:32

解决react中函数式组件usestate异步更新

问题&#xff1a;在点击modal组件确认后 调用后端接口&#xff0c;使用setstateone&#xff08;false&#xff09;使modal组件关闭&#xff0c;但是设置后关闭不了&#xff0c;在设置setstateone&#xff08;false&#xff09;前后打印出了对应的stateone都为true&#xff0c;但…...

编程日记 2025/5/15 23:53:13

skia-macos源码编译

1、下载git-hub 源码 2、下载依赖库 3、编译&#xff0c;注意选项 bin/gn gen out/release --args"is_official_buildfalse skia_use_system_expatfalse skia_use_system_icufalse skia_use_libjpeg_turbofalse skia_use_system_libpngfalse skia_use_system_libwebpfal…...

编程日记 2025/5/15 9:54:59

本地部署DeepSeek（Mac版本，带图形化操作界面）

一、下载安装&#xff1a;Ollama 官网下载&#xff1a;Download Ollama on macOS 二、安装Ollama 1、直接解压zip压缩包&#xff0c;解压出来就是应用程序 2、直接将Ollama拖到应用程序中即可 3、启动终端命令验证 # 输入 ollama 代表已经安装成功。 4、下载模型 点击模型…...

编程日记 2025/5/15 9:38:25

离线统信系统的python第三方库批量安装流程

一、关于UOS本机 操作系统&#xff1a;UOS&#xff08;基于Debian的Linux发行版&#xff09; CPU&#xff1a;海光x86 二、具体步骤 1、在联网的电脑上用控制台的pip命令批量下载指定版本的第三方库 方法A cd <目标位置的绝对路径> pip download -d . --platform many…...

编程日记 2025/5/19 9:14:57

群晖安装Gitea

安装Docker Docker运行Gitea 上传gitea包&#xff0c;下载地址&#xff1a;https://download.csdn.net/download/hmxm6/90360455 打开docker 点击印象&#xff0c;点击新增&#xff0c;从文件添加 点击启动 可根据情况&#xff0c;进行高级设置&#xff0c;没有就下一步 点击应…...

编程日记 2025/5/17 2:15:23

jmeter逻辑控制器9

1&#xff0c;简单控制器2&#xff0c;录制控制器3&#xff0c;循环控制器4&#xff0c;随机控制器5&#xff0c;随机顺序控制器6&#xff0c;if控制器7&#xff0c;模块控制器8&#xff0c;Include控制器9&#xff0c;事物控制器本文永久更新地址: 1&#xff0c;简单控制器 不…...

编程日记 2025/5/19 18:16:07

Spring统一修改RequestBody

我们编写RestController时&#xff0c;有可能多个接口使用了相同的RequestBody&#xff0c;在一些场景下需求修改传入的RequestBody的值&#xff0c;如果是每个controller中都去修改&#xff0c;代码会比较繁琐&#xff0c;最好的方式是在一个地方统一修改&#xff0c;比如将he…...

编程日记 2025/5/14 10:31:04

自动化xpath定位元素（附几款浏览器xpath插件）

在 Web 自动化测试、数据采集、前端调试中&#xff0c;XPath 仍然是不可或缺的技能。虽然 CSS 选择器越来越强大&#xff0c;但面对复杂 DOM 结构时&#xff0c;XPath 仍然更具灵活性。因此&#xff0c;掌握 XPath&#xff0c;不仅能提高自动化测试的稳定性&#xff0c;还能在爬…...

编程日记 2025/5/19 4:35:12

go-elasticsearch创建ik索引并进行查询操作

es-go client引入gomod go get github.com/elastic/go-elasticsearch/v8latest连接es服务器&#xff08;不经过安全校验) cfg : elasticsearch.Config{Addresses: []string{"http://localhost:9200",}, } es, err : elasticsearch.NewClient(cfg) if err ! nil {pa…...

编程日记 2025/5/15 17:20:25

【东莞常平】戴尔R710服务器不开机维修分享

1&#xff1a;2025-02-06一位老客户的朋友刚开工公司ERP服务器一台戴尔老服务器故障无法开机&#xff0c;于是经老客户介绍找到我们。 2&#xff1a;服务器型号是DELL PowerEdge R710 这个服务器至少也有15年以上的使用年限了。 3&#xff1a;客户反馈的故障问题为&#xff1a;…...

编程日记 2025/5/19 13:10:34