本篇内容将简要分析STM32自带的DSP库文件，其用汇编语言编写，代码执行效率明显优于C语言，ST公司封装好了了库文件，我们不必看懂其汇编代码，只要会调用接口函数即可。

1,代码分析

    首先我们需要在一个已经建立好的工程文件里添加如下编译路径：

工程需要添加的文件如下图：

+ a) N$ [, w4 l- [( K       为了产生fft变换信号，我们可以自己产生个采样信号：使用三角函数生成采样点，供FFT计算，fx  = 4000 * sin(PI2*i*50.0/Fs) + 4000 * sin(PI2*i*2500.0/Fs) + 4000*sin(PI2*i*2550.0/Fs)。
/ h) y( {  `3 g      模拟采样数据,采样数据中包含3种频率正弦波：50Hz，2500Hz，2550Hz， lBUFIN数组中，每个单元数据高字(高16位)中存储采样数据的实部，低字(低16位)存储采样数据的虚部(总是为0)。
- i0 X1 O: ]7 y8 t* L+ P& R- H      其中dsp_asm_init()函数的作用是产生采样信号，实际工程应用中我们使用的是ADC采样的处理值。dsp_asm_test()函数的作用是进行FFT变换，并计算各次谐波幅值。具体代码参见下面：
) }1 W. K2 N- C" b

1. 1 /*
   $ E6 S( K# d  j* H0 _: {
2.   2 *********************************************************************************************************
     F7 J% ^) a' U9 A2 U$ B8 K- ?5 E
3.   3 *                                     MICIRUM BOARD SUPPORT PACKAGE
   , ?* \: F0 O+ Z8 ^, p6 E
4.   4 *
   
5.   5 *                             (c) Copyright 2007; Micrium, Inc.; Weston, FL
   
6.   6 *
   
7.   7 *               All rights reserved.  Protected by international copyright laws.
   1 H. [8 v2 {7 d9 f" W+ d
8.   8 *               Knowledge of the source code may NOT be used to develop a similar product.
   
9.   9 *               Please help us continue to provide the Embedded community with the finest
   : _5 n7 ?& I6 O# e
10. 10 *               software available.  Your honesty is greatly appreciated.
    
11. 11 *********************************************************************************************************
    
12. 12 */
    - `' E: z# m! c) L
13. 13
    
14. 14 /*
    + p: }' y  w, U& `
15. 15 *********************************************************************************************************
    6 H) U8 v. B% G1 E
16. 16 *
    
17. 17 *                                        BOARD SUPPORT PACKAGE
    4 |9 q/ }! P0 {% b& U/ q1 W
18. 18 *
    ( d% q: ^- ?  {4 G+ j9 }; M$ v
19. 19 *                                     ST Microelectronics STM32
    
20. 20 *                                              with the
    . K6 U! ^0 [' L5 N  d. s" P
21. 21 *                                   STM3210B-EVAL Evaluation Board
    7 l9 I+ P) z2 w) o) X# p* O! u
22. 22 *
    
23. 23 * Filename      : bsp.c
    + X: Q; T4 w3 U4 O; ?" k
24. 24 * Version       : V1.00
    2 S+ ]+ s: _& _1 x/ f1 `5 R% Q- g( @
25. 25 * Programmer(s) : Brian Nagel
    6 M$ q0 a9 ]( V; J0 G
26. 26 *********************************************************************************************************
    
27. 27 */
    7 l8 S% f, L+ ~3 t6 Q! c8 p
28. 28
    
29. 29 /*
    
30. 30 *********************************************************************************************************
    & e; C# u+ _# c/ e- e
31. 31 *                                             INCLUDE FILES
    
32. 32 *********************************************************************************************************
    
33. 33 */
    
34. 34
    9 m. K# f2 U4 @5 ]
35. 35 #define  DSP_ASM
    
36. 36 #include "stm32f10x.h"
    
37. 37 #include "dsp_asm.h"
    
38. 38 #include "stm32_dsp.h"
    9 w0 }  \2 b/ R9 _' Q0 Z/ @
39. 39 #include "table_fft.h"
    . t; j% S0 B" D* d1 l
40. 40 #include <stdio.h>
    " P: A% u; P: u$ B: F4 v3 `
41. 41 #include <math.h>
    & b, L. I/ l9 u
42. 42
    / Z' ^5 j* |0 G6 o6 t* \
43. 43
    
44. 44 /*
    
45. 45 *********************************************************************************************************
    
46. 46 *                                           LOCAL CONSTANTS
    
47. 47 *********************************************************************************************************
    * \6 Z5 U) F! v& I6 A
48. 48 */
    - C; L6 t$ g& Z! ^8 X2 ~
49. 49 #define PI2 6.28318530717959
    
50. 50 #define NPT_1024 1024
    
51. 51 //#define NPT_256 256
    
52. 52 //#define NPT_1024 1024
    
53. 53
    1 [  ?  D3 A# _2 B5 d
54. 54 // N=64,Fs/N=50Hz,Max(Valid)=1600Hz
    ( V& l- }7 q, `/ p% ]2 N: p
55. 55 #ifdef NPT_64
    * i8 M. |# b7 M* K; @
56. 56 #define NPT 64
    
57. 57 #define Fs  3200
    - t+ t) T% U1 n2 m
58. 58 #endif
    + L3 `2 R' q6 }1 e: w
59. 59
    
60. 60 // N=256,Fs/N=25Hz,Max(Valid)=3200Hz
    ) Y) a* n# g! R/ _* }( A/ B
61. 61 #ifdef NPT_256
    
62. 62 #define NPT 256
    / g1 L2 n; C2 M  g. n3 M# R
63. 63 #define Fs  6400
    / C) ?9 P1 S( Q7 |
64. 64 #endif
    
65. 65
    + Z4 F8 T5 @' P" M$ r8 K2 d
66. 66 // N=1024,Fs/N=5Hz,Max(Valid)=2560Hz
    ' d. S* R3 w: i6 F5 K
67. 67 #ifdef NPT_1024
    . Z) N1 J( M, m# p
68. 68 #define NPT 1024
    
69. 69 #define Fs  5120
    2 c5 T8 ?# z2 C& k+ `% a# r- ?) B" W
70. 70 #endif
    
71. 71
    ; P+ I  B4 `% {4 V" U7 R
72. 72
    
73. 73 /*
    
74. 74 *********************************************************************************************************
    
75. 75 *                                          LOCAL DATA TYPES
    
76. 76 *********************************************************************************************************
    
77. 77 */
    
78. 78
    $ o) ?, p" |3 K9 i2 K) g, k
79. 79
    
80. 80 /*
    1 |1 e* ~- W: ?
81. 81 *********************************************************************************************************
    " t6 }6 K, T* L0 }% S
82. 82 *                                            LOCAL TABLES
    
83. 83 *********************************************************************************************************
    
84. 84 */
    
85. 85
    
86. 86
    
87. 87 /*
    
88. 88 *********************************************************************************************************
    
89. 89 *                                       LOCAL GLOBAL VARIABLES
    # ?% o7 Z% t4 F! ]  W; [- x) H
90. 90 *********************************************************************************************************
    ' g0 L2 A% V8 X' E& Y' S: L& k! N" }
91. 91 */
    
92. 92 long lBUFIN[NPT];         /* Complex input vector */
    1 j6 [! b) C4 k' `8 e
93. 93 long lBUFOUT[NPT];        /* Complex output vector */
    
94. 94 long lBUFMAG[NPT];/* Magnitude vector */
    
95. 95 /*
    + D  l& z+ h4 a5 T& F+ W
96. 96 *********************************************************************************************************
    
97. 97 *                                      LOCAL FUNCTION PROTOTYPES
    
98. 98 *********************************************************************************************************
    # o' s% T5 g, Y8 t: ^2 j& a: P
99. 99 */
    * u0 E4 ~: j* s7 M. Q5 S, ~( m: d
100. 100 void dsp_asm_powerMag(void);
     7 ?# }. l4 ?, G5 I+ w
101. 101
     0 h& u2 U2 @; N2 j) k+ C/ B
102. 102 /*
     
103. 103 *********************************************************************************************************
     
104. 104 *                                     LOCAL CONFIGURATION ERRORS
     
105. 105 *********************************************************************************************************
     
106. 106 */
     
107. 107
     . i/ S$ x& ^4 z% U: Q
108. 108
     * |, f: `4 h* K1 ?8 ?
109. 109 /*
     + p* d& _" r1 V
110. 110 ******************************************************************************************************************************
     9 }2 h1 G4 ]" j3 I9 x9 B( }6 Y
111. 111 ******************************************************************************************************************************
     % d3 T& s9 t$ T1 J1 m6 ^& h
112. 112 **                                         Global Functions
     
113. 113 ******************************************************************************************************************************
     % v6 s+ q* Y3 y1 o
114. 114 ******************************************************************************************************************************
     
115. 115 */
     
116. 116
     : i  A+ D; t7 {9 T+ A( v% E
117. 117 void  dsp_asm_init()
     ( W5 Q1 b+ i/ H0 ]
118. 118 {
     ( R& i* {  Q; {0 r9 j6 D
119. 119   u16 i=0;
     
120. 120   float fx;
     : Q, Y6 U6 d( }9 d4 _& x* y6 A
121. 121   for(i=0;i<NPT;i++)
     8 F: w1 ~, ?1 {% C$ i! f  q
122. 122   {
     6 s3 e; l, m3 A
123. 123     fx  = 4000 * sin(PI2*i*50.0/Fs) + 4000 * sin(PI2*i*2500.0/Fs) + 4000*sin(PI2*i*2550.0/Fs);
     
124. 124     lBUFIN[i] = ((long)fx)<<16;
     
125. 125   }
     ( }7 w; h* j( u! P  _
126. 126 }
     
127. 127
     
128. 128 void  dsp_asm_test()
     
129. 129 {
     
130. 130
     
131. 131 #ifdef NPT_64
     
132. 132   cr4_fft_64_stm32(lBUFOUT, lBUFIN, NPT);
     
133. 133 #endif
     
134. 134
     
135. 135 #ifdef NPT_256
     
136. 136   cr4_fft_256_stm32(lBUFOUT, lBUFIN, NPT);
     
137. 137 #endif
     8 k) y9 L5 H- `% i
138. 138
     
139. 139 #ifdef NPT_1024
     & r: A2 H) ]$ _( C3 g6 B
140. 140   cr4_fft_1024_stm32(lBUFOUT, lBUFIN, NPT);
     - r! @7 `+ [3 e! f; b
141. 141 #endif
     $ F% F" i1 w. g/ f, K, }: s5 j1 l0 Z
142. 142
     " z3 P/ D) Q" _# k
143. 143   // 计算幅值
     
144. 144   dsp_asm_powerMag();
     
145. 145   
     : Z5 P% O( p( I$ q
146. 146 }
     
147. 147
     
148. 148 void dsp_asm_powerMag(void)
     3 {3 ]& g. ?; |- ?) J- r5 |
149. 149 {
     
150. 150   s16 lX,lY;
     
151. 151   u32 i;
     
152. 152   for(i=0;i<NPT/2;i++)
     
153. 153   {
     
154. 154     lX  = (lBUFOUT[i] << 16) >> 16;
     
155. 155     lY  = (lBUFOUT[i] >> 16);
     
156. 156     {
     
157. 157     float X    = NPT * ((float)lX) /32768;
     ' e; o4 o: z9 E/ q) _
158. 158     float Y    = NPT * ((float)lY) /32768;
     
159. 159     float Mag = sqrt(X*X + Y*Y)/NPT;
     0 f9 A) D% Z0 ]; A* e/ A
160. 160     lBUFMAG[i]    = (u32)(Mag * 65536);
     
161. 161     }
     $ v  U+ ~0 e) F) i- M4 x! O
162. 162   }
     
163. 163 }

复制代码

1. 1 /*
   
2. 2 *********************************************************************************************************
   5 V1 E( d7 {! T5 u' \4 I
3. 3 *                                     MICIRUM BOARD SUPPORT PACKAGE
   
4. 4 *
   - P7 k2 R1 W. H+ j- O" i
5. 5 *                             (c) Copyright 2007; Micrium, Inc.; Weston, FL
   
6. 6 *
   
7. 7 *               All rights reserved.  Protected by international copyright laws.
   3 c* s& Y$ M% t8 x+ Z
8. 8 *               Knowledge of the source code may NOT be used to develop a similar product.
   
9. 9 *               Please help us continue to provide the Embedded community with the finest
   / I$ O) {, e# H9 n3 n# L5 X
10. 10 *               software available.  Your honesty is greatly appreciated.
    
11. 11 *********************************************************************************************************
    & T' @9 m' h% W% t$ S6 f  y% W1 P- a
12. 12 */
    
13. 13
    . T& n5 r  _* s6 d4 ?5 e$ X
14. 14 /*
    
15. 15 *********************************************************************************************************
    $ Q; [6 `& }# _
16. 16 *
    
17. 17 *                                        BOARD SUPPORT PACKAGE
    
18. 18 *
      g1 p9 ?. S+ O- E. h; @( o0 z
19. 19 *                                     ST Microelectronics STM32
    
20. 20 *                                              with the
    ( k/ C( F# v$ E* C- g) }9 ^
21. 21 *                                   STM3210B-EVAL Evaluation Board
    % H3 Y9 h% o8 ?. e
22. 22 *
    
23. 23 * Filename      : bsp.h
    
24. 24 * Version       : V1.00
    0 v9 M) w7 e- Z2 O2 r! M
25. 25 * Programmer(s) : Brian Nagel
    
26. 26 *********************************************************************************************************
    & k  B* K# Y. y# ^# `, H# g9 |. |& Q( ^
27. 27 */
    & \7 g  }9 ~/ I# U, t, G6 z# I
28. 28
    
29. 29 #ifndef  __DSP_ASM_H__
    . c  r% k6 u* Z+ ~
30. 30 #define  __DSP_ASM_H__
    
31. 31
    8 `  [8 \# M  D( s1 E; Q1 G
32. 32 /*
    
33. 33 *********************************************************************************************************
    6 S% h+ q& ^4 N2 ]$ N# I  u
34. 34 *                                               EXTERNS
    
35. 35 *********************************************************************************************************
    . l4 J2 K7 m& o0 T# d2 y4 n
36. 36 */
    
37. 37
    
38. 38 #ifdef   DSP_ASM
    6 B) B  R/ O& A. h6 a
39. 39 #define  DSP_EXT
    
40. 40 #else
    % q% H8 ]+ y0 i* I) D0 e
41. 41 #define  DSP_EXT  extern
    
42. 42 #endif
    
43. 43
    6 b0 d% U. [& }, A* q- C! w0 T; W9 T
44. 44 /*
    
45. 45 *********************************************************************************************************
    ! p7 h" b' N6 o
46. 46 *                                             INCLUDE FILES
    
47. 47 *********************************************************************************************************
    
48. 48 */
    ! o. l* L( v2 p) p# C
49. 49
    & Y  N2 Z0 E: Q* O8 Z5 G
50. 50
    . d6 a: r# o3 O5 v" F& z
51. 51
    
52. 52
    
53. 53 /*
    
54. 54 *********************************************************************************************************
    3 }& [  T: f0 ?$ u9 f9 H* C
55. 55 *                                          GLOBAL VARIABLES
    
56. 56 *********************************************************************************************************
    
57. 57 */
    
58. 58
    
59. 59
    ; d. V: D* M- D3 Z- Y+ `1 `4 B
60. 60 /*
    ' g/ ]: e! r. K  o7 T( v% N2 n; g. W
61. 61 *********************************************************************************************************
    
62. 62 *                                               MACRO'S
      z+ y9 V" p; m% ^
63. 63 *********************************************************************************************************
    
64. 64 */
    * q3 h: P* p$ I9 }
65. 65
    
66. 66
    
67. 67 /*
    
68. 68 *********************************************************************************************************
    
69. 69 *                                            FUNCTION PROTOTYPES
    
70. 70 *********************************************************************************************************
    $ g3 ^! e4 `, |6 x1 j
71. 71 */
    # J! H1 O* ?+ }4 b
72. 72
    
73. 73 void    dsp_asm_test(void);
    
74. 74 void  dsp_asm_init(void);
    5 q2 u4 f; K/ }1 B6 \1 q
75. 75
    ( g3 s. b% V) D
76. 76 #endif                                                          /* End of module include.                               */

复制代码

9 b, @8 h- b" v5 W3 ?: ]& ]

     着重分析下dsp_asm_powerMag()函数的作用，其函数就是求幅值，首先定义的的一个16位的有符号的数据IX 和IY 这两个只是中间变量，然后定义的i，是32位的无符号型。语句的目的是Mag = sqrt(X*X + Y*Y)/NPT。但直接这么写不符合DSP的计算习惯也就是不符合浮点运算的习惯。因此语句在for函数i写道 lX  = (lBUFOUT << 16) >> 16 就是取32位的i的低16位数据，lY  = (lBUFOUT >> 16);是取高16位数据。下面的两句
    float X    = NPT * ((float)lX) /32768;  
    float Y    = NPT * ((float)lY) /32768
* l# C9 ~" W2 k3 C5 w    目的就是把数据浮点化，至于为什么是除以32768 。可以这么说，浮点化就好像10进制里面的科学计数法。32768=2的15次。除以32768也就是去除了浮点数后面的那个基数，只剩下前面的。比如1991 改写成1.991*10的三次幂，再除以10的三次方，只剩下1.991，便于余下的运算。至于最后一句要乘以65536是因为我们定义的数据和我们需要求得的数据都是无符号32位的，之前已经把32位的数据拆开又分别浮点化了又开了个根号，所以再把它变回来 只需要乘以2的16次，也就是65536.比如说问你什么时候生日，你说是19911030，然而DSP是不习惯这么干的，他需要把它拆开为1991和1030。再写成1.991x10的3次方和1.030x10的3次方。然后才能进行其他的运算。
     这里是ST公司采用了DSP专用芯片（主要是指TI）的写法，也就是说尽管DSP的芯片类型很多，数据变量的定义也各有差异，但原理是一样的，最终还是要采用DSP习惯的运算方式。至于为什么一定要采用浮点运算，因为机器是傻子，然而TI公司的工程师是天才。

     main函数中我们只需在while（1）前加上dsp_asm_init();  dsp_asm_test();即可。
. h- t+ K5 T/ s- }: I# n; B/ @/ U& R2，实验现象

       注意FFT运算结果的对称性，也即256点的运算结果，只有前面128点的数据是有效可用的。

     ① N=64,Fs/N=50Hz,Max(Valid)=1600Hz，64点FFt，采样率3200Hz,频率分辨率50Hz，测量最大有效频率1600Hz

64点FFT运算结果图（局部）：

     上图中，数组下标X对应的谐波频率为：N×Fs/64=N×3200/64=N*50Hz.

     lBUFMAG[1] 对应 50Hz谐波幅值。

    上图中由于FFT分辨率50HZ，最大只能识别1600Hz谐波，导致结果中出现错误的数据。

         ②N=256,Fs/N=25Hz,Max(Valid)=3200Hz，256点FFt，采样率6400Hz,频率分辨率25Hz，测量最大有效频率3200Hz
256点FFT运算结果图（局部）：

     上图中，数组下标X对应的谐波频率为：N×Fs/256=N×6400/256=N*25Hz.

     lBUFMAG[2] 对应 2×25 =50Hz谐波幅值

     lBUFMAG[100] 对应 100×25=2500Hz谐波幅值

     lBUFMAG[102] 对应 102×25=2550Hz谐波幅值

    ③N=1024,Fs/N=5Hz,Max(Valid)=2560Hz，1024点FFt，采样率5120Hz,频率分辨率5Hz，测量最大有效频率2560Hz

1024点FFT运算结果图（局部）：

    上图中，数组下标X对应的谐波频率为：N×Fs/1024=N×5120/1024=N*5Hz.

     lBUFMAG[10] 对应 10×5 =50Hz谐波幅值

     lBUFMAG[500] 对应 500×5=2500Hz谐波幅值

     lBUFMAG[510] 对应 510×5=2550Hz谐波幅值

总结：该工程中模拟信号源为：4000 * sin(PI2*i*50.0/Fs) + 4000 * sin(PI2*i*2500.0/Fs) + 4000*sin(PI2*i*2550.0/Fs)。

信号为1个50Hz、1个2500Hz、1个2550Hz的正弦波混合信号，幅值为均为4000。