在嵌入式系统中，微控制器的作用远远超出了协调和控制外围电路的工作，它还可以执行各种算法，包括数字滤波器。在嵌入式系统中，最常用的数字滤波器包括无限冲激响应滤波器（IIR）和有限冲激响应滤波器（FIR）。由于FIR滤波器的设计相对简单，易于实现，因此本文提出了在STM32微控制器上实现FIR滤波器的设计方法。
我们需要了解STM32微控制器的一些基础知识。STM32是由ST公司开发的高性能微控制器，它主要面向嵌入式应用领域。STM32微控制器具有很高的性价比，由于其内核不同，所以产品种类繁多。本文主要针对的是STM32F4x系列微控制器。STM32F407是基于ARM Cortex-M4内核的高性能微处理器，它是STM32F4系列的中高端产品，具备168MHz主频下达到210DMIPS的性能，内置1MB闪存和192KB的SRAM。
STM32F407内置资源丰富，具有2个USB2.0的OTG，3个快速转换的12位ADC。相比上一代ARM Cortex-M3内核产品，STM32F407微控制器集成了单周期的DSP指令集和浮点运算单元FPU，大大提高了微控制器在浮点运算的计算能力。配合ST公司专为STM32微控制器开发的库函数，可以运行大型数学运算，提升了微控制器的执行效率和运行速度，节约项目开发成本和开发时间。
接下来，我们来了解一下FIR滤波器的相关知识。FIR滤波器是一种数字滤波器，它的输出值只取决于当前和过去的输入值，没有输入反馈，因此，它的设计相对简单，易于实现。但是，与IIR滤波器相比，实现相同功能的FIR滤波器需要更多的系数，这会给微控制器带来更多的计算负担，降低系统的实时性。因此，在实际应用中，FIR滤波器的计算工作量通常交给其他微处理器，如DSP或者FPGA。
在STM32F407上实现FIR滤波器的方法主要有以下几种：需要使用Matlab的工具箱FDATOOL设计FIR滤波器，然后生成滤波器所需的系数。为了提高其运算性能，还需要在程序中添加开启FPU的命令。设计好的FIR滤波器可以保存为数组形式或者头文件形式，然后移植到STM32F407上。DSP库中的FIR函数支持Q7、Q15、Q31和浮点四种数据类型，需要使用arm_fir_f32函数进行滤波。
在实际应用中，为了保证系统的实时性，需要对FIR滤波器的阶数和采样率进行适当的选择。一般来说，开启FPU后的STM32F407运行200阶左右的FIR滤波器运算时间为毫秒级，是可以保证实时性的。
STM32微控制器配合FIR滤波器在处理传感器信号、滤波和控制外围设备方面具有显著的优势。在设计FIR滤波器时，可以根据实际需要选择合适的微控制器和滤波器阶数，以保证系统的实时性和准确性。
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