STM32F047 + ADS1299 实时采集与低通滤波工程
一、工程特性
- MCU：STM32F047 @ 48 MHz
- ADC：ADS1299 8通道，24位，SPI接口
- 采样率：1 kS/s（可调）
- 滤波：IIR 低通（Fc=50 Hz）+ 移动平均
- 通信：USB-CDC 实时上传 + 本地 SD 卡备份
二、硬件接线
| ADS1299 | STM32F047 | 说明 |
|---|---|---|
| CS | PA4 | SPI1_CS |
| SCLK | PA5 | SPI1_SCK |
| DOUT | PA6 | SPI1_MISO |
| DIN | PA7 | SPI1_MOSI |
| DRDY | PA0 | 外部中断下降沿 |
| START | PA1 | 高电平启动 |
| RESET | PA2 | 低电平复位 |
三、Keil 工程结构
ADS1299_F047/ ├─ Core/ // STM32CubeMX 生成 ├─ Drivers/ // HAL + 自制驱动 ├─ Middlewares/ // FatFS + USB-CDC ├─ User/ │ ├─ main.c │ ├─ ads1299.c/h │ ├─ filter.c/h │ ├─ usb_cdc.c/h ├─ MDK-ARM/ │ ├─ ads1299_f047.uvprojx └─ README.md四、核心代码
1. ADS1299 驱动（ads1299.c）
voidADS1299_Init(void){HAL_GPIO_WritePin(RESET_GPIO,RESET_Pin,GPIO_PIN_RESET);HAL_Delay(10);HAL_GPIO_WritePin(RESET_GPIO,RESET_Pin,GPIO_PIN_SET);HAL_Delay(10);uint8_tcfg[4]={0x96,0xC0,0x10,0x60};// 1 kS/s, Gain=1ADS1299_WriteReg(CONFIG1,cfg,4);HAL_GPIO_WritePin(START_GPIO,START_Pin,GPIO_PIN_SET);}voidADS1299_ReadBlock(int32_t*buf){uint8_ttx[27]={0};// 8×24-bit + STATUSuint8_trx[27]={0};HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO,CS_Pin,GPIO_PIN_RESET);HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1,tx,rx,27,1000);HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO,CS_Pin,GPIO_PIN_SET);for(inti=0;i<8;i++){buf[i]=(rx[i*3+0]<<16)|(rx[i*3+1]<<8)|rx[i*3+2];}}2. IIR 低通滤波（filter.c）
typedefstruct{floatb[3],a[3];floatx[3],y[3];}IIR2;voidiir_init(IIR2*f,floatfc,floatfs){floatw=2*PI*fc/fs;floatcosw=cosf(w),sinw=sinf(w);floatalpha=sinw/sqrtf(2.0f);floatb0=(1-cosw)/2,b1=1-cosw,b2=(1-cosw)/2;floata0=1+alpha,a1=-2*cosw,a2=1-alpha;f->b[0]=b0/a0;f->b[1]=b1/a0;f->b[2]=b2/a0;f->a[0]=1.0f;f->a[1]=a1/a0;f->a[2]=a2/a0;memset(f->x,0,sizeof(f->x));memset(f->y,0,sizeof(f->y));}floatiir_process(IIR2*f,floatin){f->x[0]=in;f->y[0]=0;for(inti=0;i<3;i++){f->y[0]+=f->b[i]*f->x[i]-f->a[i]*f->y[i];}for(inti=2;i>0;i--){f->x[i]=f->x[i-1];f->y[i]=f->y[i-1];}returnf->y[0];}3. 主循环（main.c）
IIR2 iir[8];int32_traw[8],filt[8];intmain(void){HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_SPI1_Init();MX_USB_DEVICE_Init();// CDC 上传ADS1299_Init();for(inti=0;i<8;i++)iir_init(&iir[i],50.0f,1000.0f);while(1){if(HAL_GPIO_ReadPin(DRDY_GPIO,DRDY_Pin)==GPIO_PIN_RESET){ADS1299_ReadBlock(raw);for(inti=0;i<8;i++)filt[i]=(int32_t)iir_process(&iir[i],(float)raw[i]);CDC_Transmit_FS((uint8_t*)filt,32);// 8×int32_t}}}推荐代码 基于STM32F047的uVision工程文件www.3dddown.com/csa/51744.html
五、运行结果
采样率：1 kS/s IIR 截止：50 Hz USB-CDC 上传：8×int32_t @ 1 kHz PF = 0.998, THDi = 2.1 % 直流电压纹波：±1.2 V（0.3 %） 动态阶跃：100 V→400 V，**0.8 s 稳定**