前言

人生如逆旅，我亦是行人。

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今天分享一个在 MATLAB 上生成C算法文件，并将其移植到 keil5上，运行至 STM32 单片机，一个很有用的方法。

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• 准备工作：

  • 已安装 MATLAB 的软件（注意：matlab 安装路径不可以有空格的问题）
  • Keil IDE 开发环境
  • STM32CubeMX
  • STM32H750VBT6 开发板

• 需要移植的头文件路径：F:\MATLAB\extern\include（在我们安装的 MATLAB 软件的文件夹的路径下）
  

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一、MATLAB 的生成算法脚本

1、新建一个 filter.m （滤波算法）脚本文件

• 编写 averaging_filter.m 脚本文件

%% 滑动平均滤波
function y=averaging_filter(x)
persistent buffer;
if isempty(buffer)
    buffer = zeros(16,1);	%每次平均采样16个采样值，每挪动一次，求16次采样值
end
y=zeros(size(x),class(x));
for i = 1:numel(x)
    buffer(2:end)=buffer(1:end-1);
    buffer(1) = x(i);
    y(i) = sum(buffer)/numel(buffer);
end
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• 验证 .m 脚本文件的算法函数是否正常：

type averaging_filter
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2、新建一个生成波形且可调用滤波函数的脚本文件

• 在编辑器中编写 wave.m 代码：

%%%%%%%%%%%%% 第1步：噪声波形 %%%%%%%%%%%%%%%
v = 0:0.00614:2*pi;
x = sin(v) + 0.3*rand(1,numel(v));
plot(x,'red');

fid=fopen('F:\MATLAB\bin\data.c','wt');     %写入文件路径
for i=1:1:1024                              %MATLAB的下标是从1开始的
    fprintf(fid,'%f,\n',x(i));
end
%%%%%%%%%%%% 第2步：生成 mex 函数，先在 matlab 上测试下 %%%%%
% codegen ：命令会检查 matlab 函数是否适用于代码生成，并生成 MEX 函数
codegen averaging_filter -args {x}      %将滑动平均滤波的脚本文件专门生成一个mex函数供我们使用

%%%%%%%%%%% 第3步：在 MATLAB 中运行 MEX 函数
y = averaging_filter_mex(x);
hold on;
plot(y,'blue');

% grid on      %限制作用，在幕布中加了一些网格线
% axis square  %限制作用

%%%%%%%%%% 第4步：生成C代码 %%%%%%%%%%%%%
codegen -config coder.config('lib') averaging_filter -args {x}
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• 编写完成代码后，点击运行：

• 在 data.c 中存储着噪声波形的数据

• 运行后，还会产生如下的波形图像：

  其中红色表示的原始的噪声波形，会带有很多的毛刺，数据干扰较大；而蓝色表示的则是经过滑动平均滤波之后的波形，变得则相对平滑了一些。

  可以看出其滤波的效果还是十分不错的。

上述展示的是利用 MATLAB 编写滤波算法，并显示出它的效果，接下来我们学习如何将它移植到 Keil 中，并运行到我们的单片机上。

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二、新建一个普通的 Keil 工程

• 利用 STM32CubeMX 新建一个工程，可以参考：STM32H750VBT6的DSP使用的学习——基于CubeMX
• 新建工程完成之后，找到我们的工程文件夹，再新建两个文件夹：
  
• 找到需要移植的头文件路径：F:\MATLAB\extern\include，将里面所有的内容复制到我们新建的 Include 文件夹中

• 同样，找到我们生成的滤波算法文件：F:\MATLAB\bin\ codegen\lib\averaging_filter，将其全部复制到我们新建的 MATLAB 文件夹中：

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三、进行 KEIL 工程的配置

• 接下来，点击仙女棒图标，添加两个文件夹路径：

• 上述就差不多完成了整个移植的过程，接下来就是编写代码，调用我们生成的算法函数。

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四、编写代码

• 因为我所使用的是 STM32H7 的最小系统板：STM32H750VBT6，对串口进行重定向：

#include "stdarg.h"

#define CONSOLEBUF_SIZE 256

static char Uart_buf[CONSOLEBUF_SIZE];

void PrintfDebugUart(const char *fmt, ...)
{
	va_list args;
	va_start(args, fmt);
	int length = vsnprintf(Uart_buf, sizeof(Uart_buf) - 1, fmt, args);
	va_end(args);
	
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&Uart_buf, length, 0xffff);
}
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注：这样就可以直接调用 PrintfDebugUart 进行串口打印。

• 在 main.c 文件中添加滤波函数的头文件：

#include "averaging_filter.h"
#include "averaging_filter_initialize.h"
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• 定义两个数组：

• 输入数组中的元素就是我们之前生成的 data.c 中的数据；输出数组直接全部初始化为零即可。

• 接下来在 main 函数中添加：

  /* USER CODE BEGIN 2 */

	averaging_filter_initialize();				//滤波函数初始化
	
	averaging_filter(inputdata,outputdata);		//对原始噪声函数进行滤波	
	
	for(int i=0; i<1024; i++)
	{
		PrintfDebugUart("%f\r\n",inputdata[i]);
	}
	for(int i=0; i<1024; i++)
	{
		PrintfDebugUart("%f\r\n",outputdata[i]);
	}
	
  /* USER CODE END 2 */
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• 编译，烧录：
  

• 烧录方式是直接的固件的烧录，其他烧录都可以：
  

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五、实验结果

• 利用串口打印结果，并接收打印数据：
  

• 最后利用 excel 表格对数据进行整理，绘制波形图：
  

注： 蓝色表示的是原始的数据；红色的表示经过滑动平均滤波算法之后的数据，相对变得平滑了许多。

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以上就是本篇博文的分享内容，如果对你有帮助的话，麻烦帮忙点个小赞，谢谢！！！