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09 FIR操作

up的视频讲解

配置 ADC 与 DMA 采样，导入 FIR 驱动，再用 SerialPie 生成系数并观察滤波波形。

up视频里的实验代码: 👣FIR实验代码

FIR驱动代码: FIR驱动代码

1 🔌 硬件连接(复用)​

可以复用ADC实验连接通过麦克风采集看效果，有信号源的同学将PA1连接设备即可
麦克风输出连接 PA1，串口继续把采样数据送到电脑。
麦克风输出连接 PA1，串口继续把采样数据送到电脑。

2 🖥️ 软件操作​

1 CubeMX配置​

新建工程与选择芯片​

打开 STM32CubeMX，点击 File → New Project，搜索 STM32F103C8T6，双击对应芯片创建工程。

CubeMX新建工程
搜索并选择STM32F103C8T6

配置下载接口与时钟​

在 System Core → SYS 中，将 Debug 设置为 Serial Wire。再进入 RCC，将 HSE 设置为 Crystal/Ceramic Resonator。

SYS选择Serial Wire调试接口
RCC选择HSE外部晶振

进入 Clock Configuration，按图将主频设置为 72 MHz。若出现时钟求解提示，按图确认，再核对调整后的主频与 ADC 时钟配置。

时钟树设置72MHz主频

配置ADC​

打开 Analog → ADC1，勾选 IN1（PA1），按图将规则组的外部触发源选择为 Timer 3 Trigger Out event。

ADC1选择通道1与TIM3触发源
确认CubeMX时钟求解提示
核对调整后的时钟树

展开 Rank，将通道 1 的 Sampling Time 设置为 7.5 Cycles。

ADC1通道1选择7.5个周期采样时间

配置DMA​

进入 DMA Settings，点击 Add 并选择 ADC1，添加 ADC 的 DMA 请求。

为ADC1添加DMA请求

配置TIM3触发​

打开 Timers → TIM3，启用 Internal Clock。在参数页中，将 Prescaler 设置为 72 - 1，Counter Period 设置为 200 - 1。

TIM3启用Internal Clock
TIM3设置预分频和自动重装载值

在 Trigger Output (TRGO) Parameters 中，将 Trigger Event Selection 设置为 Update Event，对应 触发ADC。

TIM3选择Update Event触发输出

配置串口​

打开 Connectivity → USART1，将模式设置为 Asynchronous。

USART1选择异步通信模式

生成工程​

进入 Project Manager，填写工程名与保存位置，工具链选择 MDK-ARM。

设置FIR工程名称与MDK-ARM工具链

在 Code Generator 中，按图选择只复制需要的库文件，并勾选为每个外设生成独立的 .c/.h 文件。

设置库文件复制方式和外设文件生成方式

点击 GENERATE CODE，生成完成后点击 Open Project，进入 MDK。

生成代码并打开MDK工程

2 MDK配置​

下载并放入FIR驱动​

从本页的 FIR 驱动下载入口获取压缩包，解压后把 FIR 驱动文件夹放入工程目录，位置参考下图。

下载FIR驱动代码
将FIR驱动文件夹放入工程目录

添加头文件路径与工程文件​

打开 Options for Target → C/C++，在 Include Paths 中添加 FIR 驱动文件夹。

在Include Paths中添加FIR驱动目录

打开工程文件管理窗口，新建 FIR 分组，点击 Add Files 并进入驱动目录。按图切换文件类型，选择驱动文件并添加到分组。

新建FIR分组并打开驱动目录
选择FIR驱动文件并加入工程

设置MicroLIB​

进入 Options for Target → Target，按视频工程配置勾选 Use MicroLIB，然后确认保存。

在Target选项中勾选Use MicroLIB

3 实验代码​

全局​

#include <stdio.h>
#include "FIR.h"
// ADC采样缓存
#define DATA_SIZE 256
uint16_t adc_dma_buf[DATA_SIZE];
//DMA传输完成中断
volatile uint8_t flag = 0;
void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
{
  if (hadc->Instance == ADC1) flag = 1;
}
// printf输出重定向
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    uint8_t temp = ch;
    HAL_UART_Transmit(&huart1, &temp, 1, HAL_MAX_DELAY);
    return ch;
}

main()​

HAL_TIM_Base_Start(&htim3);
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)adc_dma_buf,DATA_SIZE);//在CubeMX中配置的单次传输

while(1)​

if (flag)
{
  // 分帧采样有间隔，每帧复位；
  fir_filter_reset();
  for (uint16_t i = 0; i < DATA_SIZE; i++)
  {
    int16_t filtered = fir_filter_run(adc_dma_buf[i],h,a);
    printf("%d\r\n", filtered);
  }

  flag = 0;
  HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)adc_dma_buf,DATA_SIZE);//重新打开DMA
}

4 生成FIR滤波系数​

在SerialPie中设置滤波器​

打开 SerialPie 的“滤波”页面，选择 FIR进行参数配置。

这是up在输入200Hz方波 幅值2.6V 占空比58%下的配置
采样率5000 Hz滤波类型带通
下限频率162.250 Hz上限频率239.500 Hz
抽头数63窗函数汉明窗 Hamming
SerialPie设置FIR带通滤波器参数

复制系数到工程​

向下滚动到系数区域，系数类型选择 int16_t，点击 FIR 一侧的“复制”。回到 MDK，按图把生成的系数粘贴到 main.c 的全局区域。

选择int16_t系数类型并复制FIR系数
把生成的FIR系数粘贴到main.c

3 ♒️ 实验效果​

完成上述配置与代码填写后，编译并下载工程。打开 SerialPie，连接开发板对应的串口，保持串口参数与工程配置一致，切换到“波形”页面查看输出。下图为视频操作中的波形画面。

SerialPie显示FIR实验输出波形