用C语言设计一个完整的FIR滤波器

FIR (Finite Impulse Response) 滤波器是一种数字滤波器，它的输出只与输入当前时刻和之前的时刻有关，与未来的时刻无关。下面是一个用C语言设计FIR滤波器的示例。

1. 首先需要定义FIR滤波器的系数。假设我们要设计一个低通滤波器，截止频率为$f_c$，采样频率为$f_s$，滤波器的阶数为$N$，则FIR滤波器的系数可以通过以下公式计算：

$$
h_n = \begin{cases}
\frac{2f_c}{f_s} , & n = 0 \\
\frac{\sin(2\pi f_c n / f_s)}{\pi n} , & n \neq 0
\end{cases}
$$

2. 定义FIR滤波器的缓存和滤波器函数。缓存用于存储输入数据，滤波器函数则接收输入数据并输出滤波器的输出。

#define MAX_N 100

double cache[MAX_N];
double coef[MAX_N];

void fir_filter_init(double cutoff_freq, double sample_freq, int order) {
    int i;
    double tmp;

    coef[0] = 2 * cutoff_freq / sample_freq;
    for (i = 1; i <= order; i++) {
        tmp = i * 2 * M_PI * cutoff_freq / sample_freq;
        coef[i] = sin(tmp) / (tmp);
    }
}

double fir_filter_process(double input) {
    int i;
    double output = 0;

    memmove(cache + 1, cache, (MAX_N - 1) * sizeof(double));
    cache[0] = input;

    for (i = 0; i <= MAX_N; i++) {
        output += coef[i] * cache[i];
    }

    return output;
}

3. 在主函数中初始化FIR滤波器并进行滤波。

int main() {
    double input, output;
    fir_filter_init(1000, 8000, 10); // 设计一个截止频率为1000Hz，阶数为10的低通滤波器
    while (1) {
        input = get_input(); // 获取输入数据
        output = fir_filter_process(input); // 进行滤波
        set_output(output); // 输出滤波结果
    }
    return 0;
}

以上就是一个简单的用C语言设计FIR滤波器的示例。需要注意的是，由于FIR滤波器的计算量较大，对于嵌入式设备等资源受限的场景，可能需要考虑使用更加高效的算法或者硬件实现。