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+ Z8 m6 y% j9 r3 \

第18章 ComplexMathFunctions的使用（二）

1 j1 j/ N; e. Q/ e5 j# ~& X9 E, ^# Y

    本期教程主要讲解复数运算中的模平方，复数乘法和复数乘实数的求解。

    18.1 复数模平方 ComplexMagSquared

    18.2 复数乘法 ComplexMultComplex

    18.3 复数乘实数 ComplexMultComplex

    18.4 总结

$ K  u3 C1 s  d1 X% k$ e18.1 复数模平方 ComplexMagSquared18.1.1 arm_cmplx_mag_squared_f32

公式描述：

    for(n=0; n<numSamples; n++) {        

            pDst[n] = pSrc[(2*n)+0]^2 + pSrc[(2*n)+1]^2;        

     }  

函数定义如下：

    void arm_cmplx_mag_squared_f32(float32_t * pSrc, float32_t * pDst, uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrc   points to the complex input vector        

    [out]  *pDst  points to the real output vector        

    [in]  numSamples  number of complex samples in the input vector  

注意事项：

    1. 数组pSrc和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

18.1.2 arm_cmplx_mag_squared_q31

公式描述：

    for(n=0; n<numSamples; n++) {        

            pDst[n] = pSrc[(2*n)+0]^2 + pSrc[(2*n)+1]^2;        

     }  

函数定义如下：

    void arm_cmplx_mag_squared_q31(q31_t * pSrc, q31_t * pDst, uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrc   points to the complex input vector        

    [out]  *pDst  points to the real output vector        

    [in]  numSamples  number of complex samples in the input vector  

注意事项：

    1. 数组pSrc和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

18.1.3 arm_cmplx_mag_squared_q15

公式描述：

    for(n=0; n<numSamples; n++) {        

            pDst[n] = pSrc[(2*n)+0]^2 + pSrc[(2*n)+1]^2;        

     }  

函数定义如下：

    void arm_cmplx_mag_squared_q15(q15_t * pSrc, q15_t * pDst, uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrc   points to the complex input vector        

    [out]  *pDst  points to the real output vector        

    [in]  numSamples  number of complex samples in the input vector  

注意事项：

    1. 数组pSrc和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

18.1.4 实例讲解

实验目的：

     1. 学习ComplexMathFunctions中模平方的求解

实验内容：

    1. 按下按键K1, 串口打印函数DSP_MagSquared的输出结果

实验现象：

    通过窗口上位机软件SecureCRT（V5光盘里面有此软件）查看打印信息现象如下：

程序设计：

1. /*
   # B9 K" ]6 h- o' b2 M, p% G
2. *********************************************************************************************************
   " N, b6 ]( ?4 y& A0 [/ K
3. *        函 数 名: DSP_MagSquared
   
4. *        功能说明: 复数模的平方
   # Y" ~  Z0 }" X/ o1 u2 z
5. *        形    参：无
   
6. *        返 回 值: 无
   / t6 F* r& `! x3 A
7. *********************************************************************************************************
   - A% \7 P5 p/ \- |9 ]
8. */
   
9. static void DSP_MagSquared(void)
   
10. {
    * o, `- D  k/ H; T- }& ~  a
11. uint8_t i;
    & A: I$ K0 \2 p1 S: V3 q' L
12. float32_t pSrc[10] = {1.1f, 1.1f, 2.1f, 2.1f, 3.1f, 3.1f, 4.1f, 4.1f, 5.1f, 5.1f};
    5 u% a  d7 C: m! h" m6 ^
13. float32_t pDst[10];
    8 O% L7 x. D6 O: [3 m# f, @! W( U
14. q31_t pSrc1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456,
    
15.                     4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
    6 Y1 a' E6 x  h! U3 _
16. q31_t pDst1[10];
    
17. 
    5 O8 F& |3 D  y$ @8 f% I
18. q15_t pSrc2[10] = {5000, 10000, 15000, 20000, 25000,  5000, 10000, 15000, 20000, 25000};
    % n+ w  v5 U  k, D" c2 L8 N
19. q15_t pDst2[10];
    ) E3 j: W5 |- n& y1 I9 `
20. /***浮点数模平方*******************************************************************************/
    ; [5 Q$ g2 \0 o& e6 u
21. arm_cmplx_mag_squared_f32(pSrc, pDst, 5);
    5 a$ B  P, p3 S6 k6 K- d  @9 E
22. for(i = 0; i < 5; i++)
    . r1 M, f7 O8 `$ n- H2 d
23. {
    6 L+ B$ X4 |  U
24. printf("pDst[%d] = %f\r\n", i, pDst[i]);
    ; E! t! X% Q5 ?9 Q  O1 |6 [
25. }
    / L$ P. s$ n2 S* S2 c; O
26. /***定点数模平方Q31*******************************************************************************/
    
27. arm_cmplx_mag_squared_q31(pSrc1, pDst1, 5);
    $ F+ u0 n; C! i% V0 k2 _
28. for(i = 0; i < 5; i++)
    * R1 t# t' x! N
29. {
    / k. W6 ]3 _# M2 }8 b; e! o
30. printf("pDst1[%d] = %d\r\n", i, pDst1[i]);
    
31. }
    
32. /***定点数模平方Q15*******************************************************************************/
    4 U# `0 h# U4 A: w. o4 z4 Y
33. arm_cmplx_mag_squared_q15(pSrc2, pDst2, 5);
    
34. for(i = 0; i < 5; i++)
    , C2 E! C- n4 @
35. {
    ' U+ ~- z+ O% \) s& a
36. printf("pDst2[%d] = %d\r\n", i, pDst2[i]);
    
37. }
    0 G: q: a4 x6 V$ }
38. }

复制代码

18.2 复数乘法 ComplexMultComplex

18.2.1 arm_cmplx_mult_cmplx_f32

公式描述：

    for(n=0; n<numSamples; n++) {        

            pDst[(2*n)+0] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+0] - pSrcA[(2*n)+1] * pSrcB[(2*n)+1];        

            pDst[(2*n)+1] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+1] + pSrcA[(2*n)+1] * pSrcB[(2*n)+0];        

    }  

函数定义如下：

    void arm_cmplx_mult_cmplx_f32(

      float32_t * pSrcA,

         float32_t * pSrcB,

        float32_t * pDst,

        uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrcA   points to the first input vector        

    [in]  *pSrcB   points to the second input vector        

    [out]  *pDst   points to the output vector        

    [in]  numSamples number of complex samples in each vector   

注意事项：

    1. 数组pSrcA, pSrcB和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

18.2.2 arm_ cmplx_mult_cmplx_q31

公式描述：

    for(n=0; n<numSamples; n++) {        

            pDst[(2*n)+0] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+0] - pSrcA[(2*n)+1] * pSrcB[(2*n)+1];        

            pDst[(2*n)+1] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+1] + pSrcA[(2*n)+1] * pSrcB[(2*n)+0];        

    }

函数定义如下：

    void arm_cmplx_mult_cmplx_q31(

        q31_t * pSrcA,

        q31_t * pSrcB,

        q31_t * pDst,

        uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrc   points to the complex input vector        

    [out]  *pDst  points to the real output vector        

    [in]  numSamples  number of complex samples in the input vector  

注意事项：

    1. 数组pSrcA, pSrcB和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

18.2.3 arm_cmplx_mult_cmplx_q15

公式描述：

    for(n=0; n<numSamples; n++) {        

            pDst[(2*n)+0] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+0] - pSrcA[(2*n)+1] * pSrcB[(2*n)+1];        

            pDst[(2*n)+1] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+1] + pSrcA[(2*n)+1] * pSrcB[(2*n)+0];        

    }   

函数定义如下：

    void arm_cmplx_mult_cmplx_q15(

        q15_t * pSrcA,

        q15_t * pSrcB,

        q15_t * pDst,

        uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrc   points to the complex input vector        

    [out]  *pDst  points to the real output vector        

    [in]  numSamples  number of complex samples in the input vector  

注意事项：

    1. 数组pSrcA, pSrcB和pDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

  T7 }0 @: ]: T- b# V
18.2.4 实例讲解

实验目的：

    1. 学习ComplexMathFunctions中复数乘法的求解

实验内容：

    1. 按下按键K2, 串口打印函数DSP_CmplxMult的输出结果

实验现象：

    通过窗口上位机软件SecureCRT（V5光盘里面有此软件）查看打印信息现象如下：

程序设计：

1. /*
   - k' f. D/ l6 n) g( J& E4 ]4 J
2. *********************************************************************************************************
   4 ^+ h7 M9 n# k& T+ V( q8 B
3. *        函 数 名: DSP_CmplxMult
   
4. *        功能说明: 复数乘法
   
5. *        形    参：无
   
6. *        返 回 值: 无
   8 h8 H$ k7 |, U# N
7. *********************************************************************************************************
   
8. */
   
9. static void DSP_CmplxMult(void)
   + i) S2 g5 V2 [
10. {
    5 M1 j0 i9 g* C/ a( j% f+ {9 P
11. uint8_t i;
    
12. float32_t pSrcA[10] = {1.1f, 1.2f, 2.1f, 2.2f, 3.1f, 3.2f, 4.1f, 4.2f, 5.1f, 5.2f};
    ) F7 R8 i8 i' M1 B# m" q
13. float32_t pSrcB[10] = {1.2f, 1.2f, 2.2f, 2.2f, 3.2f, 3.2f, 4.2f, 4.2f, 5.2f, 5.2f};
    
14. float32_t pDst[10];
    
15. q31_t pSrcA1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456,
    7 @% o$ k+ o7 y
16.                     4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
    
17. q31_t pSrcB1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456,
    
18.                     4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
    
19. q31_t pDst1[10];
    ! g3 r! H; g+ i! O2 S2 y, l
20. q15_t pSrcA2[10] = {5000, 10000, 15000, 20000, 25000,  5000, 10000, 15000, 20000, 25000};
    
21. q15_t pSrcB2[10] = {6000, 11000, 15000, 20000, 25000,  5000, 10000, 15000, 20000, 25000};
    
22. q15_t pDst2[10];
    
23. /***浮点数乘法*******************************************************************************/
    $ B; g  u; @4 Z7 ?: a7 R
24. arm_cmplx_mult_cmplx_f32(pSrcA, pSrcB, pDst, 5);
    
25. for(i = 0; i < 5; i++)
    
26. {
    / t7 R" C8 e: I- Z
27. printf("pDst[%d] = %f %fj\r\n", i, pDst[2*i], pDst[2*i+1]);
    ! ]* d' E4 j8 O, T# {1 J: ^" }& k( G
28. }
    
29. /***定点数乘法Q31*******************************************************************************/
    
30. arm_cmplx_mult_cmplx_q31(pSrcA1, pSrcB1, pDst1, 5);
    0 `$ o$ `1 x5 J
31. for(i = 0; i < 5; i++)
    ! D+ g  h3 l% }& o& K
32. {
    
33. printf("pDst1[%d] = %d %dj\r\n", i, pDst1[2*i], pDst1[2*i+1]);
    ) |6 N/ C+ e; n. T; s1 s) Z
34. }
    + E+ Z% A; ?% }3 W' H/ K4 e
35. /***定点数乘法Q15*******************************************************************************/
    
36. arm_cmplx_mult_cmplx_q15(pSrcA2, pSrcB2, pDst2, 5);
    : L$ o) `) b$ {
37. for(i = 0; i < 5; i++)
    
38. {
    ) L  X6 B2 W+ [1 {. e6 j
39. printf("pDst1[%d] = %d %dj\r\n", i, pDst2[2*i], pDst2[2*i+1]);
    
40. }
    8 `5 q7 w  Y, ?& w6 J$ T' E
41. }

复制代码

) m1 H$ W( K3 L+ N5 `3 K: k

18.3 复数乘实数 ComplexMultComplex
* L8 Y! h( L  M! z* p! r1 d
18.3.1 arm_cmplx_mult_cmplx_f32

公式描述：

    for(n=0; n<numSamples; n++) {        

           pCmplxDst[(2*n)+0] = pSrcCmplx[(2*n)+0] * pSrcReal[n];        

           pCmplxDst[(2*n)+1] = pSrcCmplx[(2*n)+1] * pSrcReal[n];        

     }   

函数定义如下：

    void arm_cmplx_mult_real_f32(

        float32_t * pSrcCmplx,

        float32_t * pSrcReal,

        float32_t * pCmplxDst,

        uint32_t numSamples)

参数定义：

     [in]  *pSrcCmplx   points to the complex input vector        

     [in]  *pSrcReal     points to the real input vector        

     [out]  *pCmplxDst  points to the complex output vector        

     [in]  numSamples  number of samples in each vector

注意事项：

    1. 数组pSrcCmplx, pCmplxDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

2 k3 I% x6 d* N0 a! _+ Z4 A  N18.3.2 arm_ cmplx_mult_cmplx_q31

公式描述：

     for(n=0; n<numSamples; n++) {        

           pCmplxDst[(2*n)+0] = pSrcCmplx[(2*n)+0] * pSrcReal[n];        

           pCmplxDst[(2*n)+1] = pSrcCmplx[(2*n)+1] * pSrcReal[n];        

     }  

函数定义如下：

    void arm_cmplx_mult_real_q31(

        q31_t * pSrcCmplx,

        q31_t * pSrcReal,

        q31_t * pCmplxDst,

        uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrcCmplx   points to the complex input vector        

    [in]  *pSrcReal     points to the real input vector        

    [out]  *pCmplxDst  points to the complex output vector        

    [in]  numSamples  number of samples in each vector

注意事项：

    1. 数组pSrcCmplx, pCmplxDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

' L; ~* _& l; J: ~9 O& b18.3.3 arm_cmplx_mult_cmplx_q15

公式描述：

     for(n=0; n<numSamples; n++) {        

           pCmplxDst[(2*n)+0] = pSrcCmplx[(2*n)+0] * pSrcReal[n];        

           pCmplxDst[(2*n)+1] = pSrcCmplx[(2*n)+1] * pSrcReal[n];        

     }

函数定义如下：

    void arm_cmplx_mult_real_q15(

        q15_t * pSrcCmplx,

        q15_t * pSrcReal,

        q15_t * pCmplxDst,

        uint32_t numSamples)

参数定义：

    [in]  *pSrcCmplx   points to the complex input vector        

    [in]  *pSrcReal     points to the real input vector        

    [out]  *pCmplxDst  points to the complex output vector        

    [in]  numSamples  number of samples in each vector

注意事项：

    1. 数组pSrcCmplx, pCmplxDst中存储的数据格式是（实部，虚部，实部，虚部……………）

, P3 Q; g4 }, h, h18.3.4 实例讲解

实验目的：

    1. 学习ComplexMathFunctions中复数乘法的求解

实验内容：

    1. 按下按键K3, 串口打印函数DSP_CmplxMultReal的输出结果

实验现象：

    通过窗口上位机软件SecureCRT（V5光盘里面有此软件）查看打印信息现象如下：

程序设计：

1. /*
   
2. *********************************************************************************************************
   
3. *        函 数 名: DSP_CmplxMultReal
   % P3 j+ ^* a# P  u" }( o
4. *        功能说明: 复数乘实数
   
5. *        形    参：无
   : p( [2 N" B: B' H8 w# ^, v
6. *        返 回 值: 无
   ( M0 @8 k  C7 ^3 G8 G' h% s
7. *********************************************************************************************************
   8 T) B7 `3 W( |/ j- U& s
8. */
   
9. static void DSP_CmplxMultReal(void)
   
10. {
    8 i2 r' Z9 O5 G2 u! B( P& f
11. uint8_t i;
    
12. float32_t pSrcCmplx[10] = {1.1f, 1.2f, 2.1f, 2.2f, 3.1f, 3.2f, 4.1f, 4.2f, 5.1f, 5.2f};
    
13. float32_t pSrcReal[5] = {1.2f, 1.2f, 2.2f, 2.2f, 3.2f};
    , N) j8 Y/ _% s. a
14. float32_t pCmplxDst[10];
    ! n2 I  {# t8 X, g: P5 R0 q7 p
15. q31_t pSrcCmplx1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456,
    
16.                     4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
    
17. q31_t pSrcReal1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456};
    
18. q31_t pCmplxDst1[10];
    
19. q15_t pSrcCmplx2[10] = {14000, 16000, 20000, 20000, 30000, 31000, 12000, 13000, 14000, 25000};
    ! J$ e7 Z5 z* r2 U  u* Z
20. q15_t pSrcReal2[10] =  {15000, 17000, 20000, 20000, 30000};
    ) a( e' X  P+ t- V) ]( w1 L
21. q15_t pCmplxDst2[10];
    
22. /***浮点数*******************************************************************************/
    
23. arm_cmplx_mult_cmplx_f32(pSrcCmplx, pSrcReal, pCmplxDst, 5);
    ) ~6 `- l9 E* C
24. for(i = 0; i < 5; i++)
    % I! L8 k# }4 G* r1 S( ^
25. {
    
26. printf("pCmplxDst[%d] = %f %fj\r\n", i, pCmplxDst[2*i], pCmplxDst[2*i+1]);
    - L/ u! [1 v& h$ c- K! x1 q9 Q
27. }
    ( B8 K/ ]. T, X
28. /***定点数Q31*******************************************************************************/
    
29. arm_cmplx_mult_cmplx_q31(pSrcCmplx1, pSrcReal1, pCmplxDst1, 5);
    / H$ b0 W, a' `9 p* b: @0 S. ]8 v
30. for(i = 0; i < 5; i++)
    
31. {
    ' N# K! \6 P, j; [- }
32. printf("pCmplxDst1[%d] = %d %dj\r\n", i, pCmplxDst1[2*i], pCmplxDst1[2*i+1]);
    , l# @9 `9 e8 N3 h6 N, k4 G
33. }
    ' W3 m% L* M% d
34. /***定点数Q15*******************************************************************************/
    
35. arm_cmplx_mult_cmplx_q15(pSrcCmplx2, pSrcReal2, pCmplxDst2, 5);
    
36. for(i = 0; i < 5; i++)
    
37. {
    
38. printf("pCmplxDst2[%d] = %d %dj\r\n", i, pCmplxDst2[2*i], pCmplxDst2[2*i+1]);
    
39. }
    0 t( p% [7 h5 z" L1 r, v
40. }

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9 ?: C" r- w' I" C4 v6 @! w- Y3 \18.4 总结

    本期教程就跟大家讲这么多，有兴趣的可以深入研究下算法的具体实现。

学习了啊

好好的学习下！

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