你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

【经验分享】STM32H7实数浮点FFT(支持单精度和双精度)

[复制链接]
STMCU小助手 发布时间:2021-12-28 22:17
31.1 初学者重要提示1 c3 Q$ K3 j% H* D# }% j
实数FFT仅需用户输入实部即可。输出结果根据FFT的对称性,也仅输出一半的频谱。
6 I( P( J7 z2 O. @+ c31.2 实数浮点FFT说明
" I5 k& G7 P3 L% h! P& XCMSIS DSP库里面包含一个专门用于计算实数序列的FFT库,很多情况下,用户只需要计算实数序列即可。计算同样点数FFT的实数序列要比计算同样点数的虚数序列有速度上的优势。: w# D/ W+ u6 h- [/ t& V) r4 R

( `/ }; R) I7 J9 X" O" J& a  X快速的rfft算法是基于混合基cfft算法实现的。' u1 Y, J2 P9 r' S0 O
% z9 g  E/ [  Z6 E. w, ^% G+ }
一个N点的实数序列FFT正变换采用下面的步骤实现:2 j& p; X: y3 D9 F4 ^6 M

) |: Y8 E1 w, T+ B4 W* n3 U
6ff83e43e4107e4dd6c86637e1f33e3e.png
* }7 c* X1 x; m- i
) {8 @0 R( J- V
由上面的框图可以看出,实数序列的FFT是先计算N/2个实数的CFFT,然后再重塑数据进行处理从而获得半个FFT频谱即可(利用了FFT变换后频谱的对称性)。7 h0 ?! d$ a$ [1 R, W; \+ `: {

7 U6 m+ Y$ z% R7 Q一个N点的实数序列FFT逆变换采用下面的步骤实现:
( D+ j  v. U; C  U, c, p0 u/ f' x- X% t/ S6 ]2 x# o3 j
fa46a006e4e8a7580e06cc13c47c6554.png

1 p( o# `  h! M$ t0 U
( v+ ~1 O8 m6 d实数FFT支持浮点,Q31和Q15三种数据类型。/ R2 K# Q5 F, }4 H4 s: S
5 M0 w! W2 }" E+ b9 x) I
31.3 单精度函数arm_rfft_fast_f32的使用(含幅频和相频)2 x9 E' g8 x) Y) O: V0 u
31.3.1 函数说明

3 q, O( Y; q! Q9 E, Q- E函数原型:7 j4 c  c2 o7 I4 @2 V
  q* P% o5 J6 C
  1. void arm_rfft_fast_f32(. K8 ?( C$ }; ?6 y' L2 `
  2.   const arm_rfft_fast_instance_f32 * S,
    ) U6 ?1 L& C5 k( C$ K! X
  3.   float32_t * p,+ q% u9 _) j0 P
  4.   float32_t * pOut,& _2 C0 N  a' |: K2 v
  5.   uint8_t ifftFlag)
复制代码
; ^& x) o% a, ^$ U+ P1 b- U
函数描述:$ u$ h# M* A- Y4 D; d$ B" J, F
. w. {/ O* U6 L* \/ y! S
这个函数用于单精度浮点实数FFT。
4 f5 ^. u* o. Y/ s
1 N& `& |1 f) r4 N8 D函数参数:) o7 l) G: G; v

$ _! j8 ?& d9 T' i) }  第1个参数是封装好的浮点FFT例化,需要用户先调用函数arm_rfft_fast_init_f32初始化,然后供此函数arm_rfft_fast_f32调用。支持32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096点FFT。
; Q% }. s: R% y比如做1024点FFT,代码如下:2 n3 b( w% r# Y. L

4 L- ?* |/ g1 T  }( xarm_rfft_fast_instance_f32 S;
! O/ }* H" `: l3 M5 q% @+ A/ T  P) ]
arm_rfft_fast_init_f32(&S, 1024);, c8 ^" {* r& J- J; Z+ }; ^

+ H9 G5 @% j* ^4 N* aarm_rfft_fast_f32(&S, testInput_f32, testOutput_f32, ifftFlag);' d* S9 B5 Z: p+ P& n3 w" R; ~) V* [

( f1 [/ p, A( j6 o- w2 r5 e  U. n  第2个参数是实数地址,比如我们要做1024点实数FFT,要保证有1024个缓冲。/ s& d4 D3 L* i2 T: e$ l2 s' J
  第3个参数是FFT转换结果,转换结果不是实数了,而是复数,按照实部,虚拟,实部,虚部,依次排列。比如做1024点FFT,这里的输出也会有1024个数据,即512个复位。
  K' E9 ], T. C0 B7 n! t+ n  第4个参数用于设置正变换和逆变换,ifftFlag=0表示正变换,ifftFlag=1表示逆变换。
  x$ k+ n) U2 ~8 p9 W* G/ v% {* t1 f0 K4 F
31.3.2 使用举例并和Matlab比较

8 j5 a: q/ x, S9 v$ a- F下面通过在开发板上运行这个函数并计算幅频相应,然后再与Matlab计算的结果做对比。) i/ A& O7 r" k8 W. Z2 L% d& g
* I) Z, m* Y; x
  1. /*
    ' z, [& Q. I  {: ?" m8 _1 l/ [: M
  2. *********************************************************************************************************
    2 ]- y2 W: k/ q2 l7 P( X8 R
  3. *    函 数 名: arm_rfft_f32_app% L" M& c( R4 t, k0 C
  4. *    功能说明: 调用函数arm_rfft_fast_f32计算幅频和相频
    2 v& S7 v/ U9 t# u+ j( D
  5. *    形    参:无
    ! p  d! G6 C) V( A1 a. e
  6. *    返 回 值: 无. k/ E' c& G8 ?) h
  7. *********************************************************************************************************
    ! y; e) H. j% ^; u3 r
  8. *// s+ D/ d- O/ U5 z2 T
  9. static void arm_rfft_f32_app(void)% o' u0 h7 \3 P
  10. {
    ( I4 {/ _1 |, B4 C- O5 R
  11.     uint16_t i;
    ; V9 U" T1 Z2 g0 W6 V: U8 P# ]& q
  12.     arm_rfft_fast_instance_f32 S;
    7 B3 T9 A" y  {

  13. 6 Q+ Q5 t" Y: R1 e8 G7 ?' `2 R
  14. ; G0 {. _4 V8 W$ `" m/ k
  15.     /* 正变换 */
    5 z  ~+ x# s/ k) H' _3 n, K
  16.     ifftFlag = 0;
    * g; e+ D* M8 L1 ~: F

  17. + x3 O5 S  k5 [* g, O
  18.     /* 初始化结构体S中的参数 */6 ^5 k9 r$ M% T7 P) t
  19.      arm_rfft_fast_init_f32(&S, TEST_LENGTH_SAMPLES);. e  r1 O. \$ P/ y- ?) N# i
  20. # n2 k% o+ o# U
  21.     for(i=0; i<1024; i++)0 J5 X4 v6 K  ?$ f/ w) I
  22.     {
    & j2 ]; V8 V. {/ R5 l; C% x8 B/ t
  23.         /* 波形是由直流分量,50Hz正弦波组成,波形采样率1024,初始相位60° */
    . R& w1 @& U8 u  z/ y0 F/ G
  24.         testInput_f32<i> </i>= 1 + cos(2*3.1415926f*50*i/1024 + 3.1415926f/3);
    3 u+ |( }2 Q6 \, Q
  25.     }+ N+ p3 `! e0 S+ V4 ]2 k

  26. & M' T" X& N/ _
  27.     /* 1024点实序列快速FFT */
    0 ^7 }9 y( k/ @& A' |: e3 U
  28.     arm_rfft_fast_f32(&S, testInput_f32, testOutput_f32, ifftFlag);" w6 |  j; i7 l5 B4 P2 i. q

  29. / c( d6 g( L- W+ Z( L
  30.     /* 为了方便跟函数arm_cfft_f32计算的结果做对比,这里求解了1024组模值,实际函数arm_rfft_fast_f32
    % R9 y5 I) L5 _& A" [/ n2 `
  31.        只求解出了512组  " e$ a' z5 `) ]# m' c3 E" P5 R
  32.     */ 4 V( e1 O) x/ y
  33.      arm_cmplx_mag_f32(testOutput_f32, testOutputMag_f32, TEST_LENGTH_SAMPLES);0 P4 [* a7 @9 m, e" N4 g
  34. % M5 ^* U" b) i; x3 V

  35. 0 ?  |$ w3 G- c" v- y' Y
  36.     printf("=========================================\r\n");   
    9 ~2 @* Z$ V6 ]6 j% [* ^

  37. $ G2 M4 l6 c! H* N5 {9 Y& _( B
  38.     /* 求相频 */
    6 p$ A7 P2 P3 T6 p; m
  39.     PowerPhaseRadians_f32(testOutput_f32, Phase_f32, TEST_LENGTH_SAMPLES, 0.5f);
    & }0 A# m. w9 Z" a

  40. 1 K% e; z3 ?5 f' V
  41. 5 r! Y, `6 P2 U) b
  42.     /* 串口打印求解的幅频和相频 *// k; {- }2 O! v6 N  w
  43.     for(i=0; i<TEST_LENGTH_SAMPLES; i++), u/ {1 m  ~9 G
  44.     {$ t& E9 X6 Y/ Y* t! A
  45.         printf("%f, %f\r\n", testOutputMag_f32, Phase_f32);% r* i, Y0 m6 v( e5 n0 q3 N
  46.     }2 c! b% B4 a% X- l
  47. }
复制代码

* {$ E* A. `& X* S, G运行函数arm_rfft_f32_app可以通过串口打印出计算的模值和相角,下面我们就通过Matlab计算的模值和相角跟arm_rfft_fast_f32计算的做对比。7 j% Z5 x- D' [; s

) m+ l. j9 O' L: ^4 S# N% b. z对比前需要先将串口打印出的数据加载到Matlab中,并给这个数组起名sampledata,加载方法在前面的教程的第13章13.6小结已经讲解,这里不做赘述了。Matlab中运行的代码如下:
* D3 c# d+ u1 F+ y1 L1 c5 W
4 M. o- I0 r' K6 X
  1. Fs = 1024;               % 采样率0 u# }0 I& k$ D3 ~/ N7 _# i& q
  2. N  = 1024;               % 采样点数
    0 L/ i0 u; [' R
  3. n  = 0:N-1;              % 采样序列  `& k) i1 `+ a# i" k8 s
  4. t  = 0:1/Fs:1-1/Fs;      % 时间序列8 V# r% z, W( [- z6 v( N
  5. f = n * Fs / N;          %真实的频率
    8 m2 {. \3 x! F8 J# D- W
  6. : Z5 Z. [7 Z+ Z
  7. %波形是由直流分量,50Hz正弦波正弦波组成
    ) @& L6 e* s: w; o- y
  8. x = 1 + cos(2*pi*50*t + pi/3)   ;  ; {- x* t0 W  |+ }
  9. y = fft(x, N);               %对原始信号做FFT变换
    ; ?" o9 b5 ~; C  n$ ~' @; s! h
  10. Mag = abs(y);
      l- A# i6 C9 D8 T! S( @2 O

  11. ' G+ \; n* J0 ^
  12. subplot(2,2,1);! m6 v5 `: f0 F2 Z
  13. plot(f, Mag);
    ; }' P- G2 O" P7 p$ v3 Y
  14. title('Matlab计算幅频响应');
    . h! P1 M/ ~6 ?, m4 C
  15. xlabel('频率');
    8 x& J5 N9 {0 g% \
  16. ylabel('赋值');
    6 C5 w, B- j- b5 w* I1 `4 u
  17.   Q! p0 w6 N6 R7 v3 w, r
  18. subplot(2,2,2);
    0 v4 I( j/ o# @: b9 R- J
  19. realvalue = real(y);
    % Z3 B( ~. U+ O$ c3 K9 S. [
  20. imagvalue = imag(y);
    ( D- a8 t7 _, X9 H3 [$ a2 F8 V
  21. plot(f, atan2(imagvalue, realvalue)*180/pi.*(Mag>=200)); 5 ?3 }4 W& P1 [4 s' x) G
  22. title('Matlab计算相频响应');
    8 j5 j7 d. |. h
  23. xlabel('频率');! ]: e( I- e$ u: n) C9 L. r! \6 e& \
  24. ylabel('相角');
    7 o- [+ j' f  P: O# i
  25. 0 `6 M! ^4 A8 G* Q  w, R+ \' R# H
  26. subplot(2,2,3);
    ( @5 E5 r, I) a1 @- U* X. U$ w
  27. plot(f, sampledata1);  %绘制STM32计算的幅频相应
    . M7 ]) K4 ]8 y- c+ _
  28. title('STM32计算幅频响应');1 h; L6 G% m% P3 ^% k& G6 V. c8 C
  29. xlabel('频率');; _0 g5 O! d: m4 V, s) o1 S
  30. ylabel('赋值');
    3 [0 e4 \( A! Z) ]/ y
  31. # e7 ]8 f$ _# A* s. k0 s
  32. subplot(2,2,4);8 n9 L. }+ W; X1 B% q/ u; Q8 Q
  33. plot(f, sampledata2);   %绘制STM32计算的相频相应  M3 Y0 t4 C  \0 W8 z/ ?7 v
  34. title('STM32计算相频响应');
    2 Z8 k8 Q) l7 K: F; R- ?2 ^
  35. xlabel('频率');( l2 e$ I* Z  q0 a2 j+ y
  36. ylabel('相角');
复制代码
7 D1 i$ C8 C, A7 ~  }# O
运行Matlab后的输出结果如下:
, ~5 g6 ~3 H7 C* N- ?& O( t% c9 e1 M& C+ n1 ]3 d6 Y0 }
fe890c5116e063bdee5347cce44481fc.png
( J, f. q$ M2 U# |

- B3 H; }! _7 w2 Y' @从上面的对比结果中可以看出,从上面的前512点对比中,我们可以看出两者的计算结果是相符的Matlab和函数arm_rfft_fast_f32计算的结果基本是一直的。幅频响应求出的幅值和相频响应中的求出的初始相角都是没问题的。) E, c3 s( E: G

9 p+ A4 h; i6 ?! W( ]# \31.4 双精度函数arm_rfft_fast_f64的使用(含幅频和相频)
& ^' k2 o$ _% `31.4.1 函数说明

3 P# z; d1 |9 w. a. O7 U7 Q函数原型:
, Z/ {3 ~) T' N1 g+ \
; b; E$ B( E$ I6 n( R  r3 C
  1. void arm_rfft_fast_f64(
    + d) S6 k' P) ~  _
  2.   arm_rfft_fast_instance_f64 * S,3 m9 s2 a  p: ]% `. J
  3.   float64_t * p,) C; s- r# o% I3 W  }
  4.   float64_t * pOut,7 L* ?, y. F4 s9 m2 ~4 Y9 l
  5.   uint8_t ifftFlag)
复制代码

/ W) G+ b  P, q& N' e: ^函数描述:: t; J& M% A( l, S
5 t5 l5 C/ A1 g$ Y$ N' p: J/ {
这个函数用于双精度浮点实数FFT。
- d8 a+ ?( x0 U0 S+ a/ i6 W! J  j- J" D
函数参数:1 `/ G" v5 S5 C, L+ S4 j

5 s, B  q/ I! \2 j2 m! \7 z  第1个参数是封装好的浮点FFT例化,需要用户先调用函数arm_rfft_fast_init_f64初始化,然后供此函数arm_rfft_fast_f64调用。支持32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096点FFT。0 n' p9 U. s9 r' b$ `. I) B* x# F
比如做1024点FFT,代码如下:
8 p3 |3 h. G. }( v8 I+ B! P' r0 ^$ K$ H2 Y+ N& t) X
arm_rfft_fast_instance_f64 S;
. `* n# w4 Y2 K3 M2 f( S& z6 J6 W7 J! x  b+ ~" ~8 m& O
arm_rfft_fast_init_f64(&S, 1024);, b& Z4 q9 F" \

0 l. p/ b  {" h- F% d# T8 X' jarm_rfft_fast_f64(&S, testInput_f64, testOutput_f64, ifftFlag);- t/ W7 S. _( a8 q: J; c5 U

9 |5 v( g. H2 ^6 {  第2个参数是实数地址,比如我们要做1024点实数FFT,要保证有1024个缓冲。4 I& a* B! A' |/ X# X
  第3个参数是FFT转换结果,转换结果不是实数了,而是复数,按照实部,虚拟,实部,虚部,依次排列。比如做1024点FFT,这里的输出也会有1024个数据,即512个复位。5 Q' v7 q! D7 E& x& `0 b" y; {: \0 ~
  第4个参数用于设置正变换和逆变换,ifftFlag=0表示正变换,ifftFlag=1表示逆变换
- I. ~: j: g" s. Z/ K; d# u8 X, m9 p# F
31.4.2 使用举例并和Matlab比较

& C8 i+ v; M4 K4 b; L+ s4 K3 F下面通过在开发板上运行这个函数并计算幅频相应,然后再与Matlab计算的结果做对比。, E) R& U- \8 ?. b

( J2 j& R- g; x
  1. /*0 A9 d; {: n4 A5 n
  2. *********************************************************************************************************& i* o$ g% ~# V- T; r8 f
  3. *    函 数 名: arm_rfft_f64_app, F! ^( S0 A' G0 d! {
  4. *    功能说明: 调用函数arm_rfft_fast_f64计算幅频和相频
    8 s' c, |0 ~+ w  }1 a! g
  5. *    形    参:无/ y2 K* v- f" S/ J, X
  6. *    返 回 值: 无
    6 [: e! B( p5 Y3 |" I8 M  |
  7. *********************************************************************************************************: B* e1 K- [) Q
  8. */4 Q, U: V2 _+ m. D* e5 s
  9. static void arm_rfft_f64_app(void)( B1 M3 u7 g7 \) V8 p/ c
  10. {9 }4 @4 h% S0 l. x/ a4 V
  11.     uint16_t i;
    4 E1 q4 k/ J4 n
  12.     float64_t lX,lY;1 H% f3 V2 w9 s5 c: T; f
  13.     arm_rfft_fast_instance_f64 S;
    ! Y* f' K1 s) w/ b9 V& Z; Q& s

  14. 2 i( ~3 {, H6 |3 f' ^2 H
  15. ; Z! d3 {: ^0 {0 V" g
  16.     /* 正变换 */" S: y* W- d, R% y# q
  17.     ifftFlag = 0;
    9 e5 q/ ]8 r3 \5 g( I
  18.   e! R9 @0 d' K5 v& d: e5 N
  19.     /* 初始化结构体S中的参数 */1 z- H+ |' e! ]9 S: A# `7 ~
  20.      arm_rfft_fast_init_f64(&S, TEST_LENGTH_SAMPLES);/ f, W/ P  W" q8 [/ W; m

  21. & L- M$ v7 m9 K: y
  22.     for(i=0; i<1024; i++)
    0 p8 E  D; U" G6 A4 g5 i  d) n- t
  23.     {
    * y5 D8 q9 B1 v3 L
  24.         /* 波形是由直流分量,50Hz正弦波组成,波形采样率1024,初始相位60° */8 L/ w1 y1 I8 o% q: {; i3 ]) l: g
  25.         testInput_f64<span style="font-style: italic;"><span style="font-style: normal;"> = 1 + cos(2*3.1415926*50*i/1024 + 3.1415926/3);
    + f" D& ]! V8 Y% D8 i  \9 K
  26.     }
    / S5 F9 a  R- r

  27. ( [3 W# U- @; J* A8 U" z2 H
  28.     /* 1024点实序列快速FFT */
    % K) f/ {' {3 B2 K, M0 P3 w) j4 B* g% d
  29.     arm_rfft_fast_f64(&S, testInput_f64, testOutput_f64, ifftFlag);
    ' T( N" `8 [& g- {( ^" k  j5 M
  30. 1 N8 x3 ~* D- j* g
  31.     /* 求解模值  */ $ B1 y* C& [7 @; P* c
  32.     for (i =0; i < TEST_LENGTH_SAMPLES; i++)
    - ]+ L( ], U! b/ d( I  i
  33.     {
    . w- ^' [5 A1 a5 v4 L: o% b' e
  34.          lX = testOutput_f64[2*i];                    /* 实部*/
    : T3 o' y0 |+ {  d
  35.         lY = testOutput_f64[2*i+1];                   /* 虚部 */  
    ( V0 |  B! w, T: H- ^
  36.         testOutputMag_f64</span><span style="font-style: normal;"> = sqrt(lX*lX+ lY*lY);   /* 求模 */% q5 {' [. V) b& C- S, }8 H9 s* T
  37.     }
    4 _2 e' ]4 J3 p! Q* S$ |; T* A" o
  38. # c2 D4 m, w2 K8 C6 n, R% s) f
  39. , W4 s6 }1 d8 s# E9 l
  40.     printf("=========================================\r\n");   
    * W, D/ L1 {; d8 j+ ~2 b

  41. 1 M- F9 G9 Q3 H% Y5 y. B
  42.     /* 求相频 */
    ' \! x3 i. c$ \% b1 [0 W5 i
  43.     PowerPhaseRadians_f64(testOutput_f64, Phase_f64, TEST_LENGTH_SAMPLES, 0.5);
    & a; T9 V. y0 t
  44. " T+ B& J) {  c0 _& x6 J

  45. % g7 T, ]9 O+ b$ \+ m
  46.     /* 串口打印幅值和相频 */
    2 h/ ^# [$ e) }
  47.     for(i=0; i<TEST_LENGTH_SAMPLES; i++)
    - S! S* [8 @2 w) q# [. ^7 |# E
  48.     {
    1 I0 n6 O( g4 |: o0 R. u/ _) X* B
  49.         printf("%.11f, %.11f\r\n", testOutputMag_f64</span><span style="font-style: normal;">, Phase_f64</span><span style="font-style: normal;">);) J" j. P' N8 x
  50.     }   
    ( F$ h, f0 N/ L! j+ \

  51. % F/ n0 r( y1 T* o
  52. }</span></span>
复制代码
4 T0 {- _3 X& d
运行函数arm_rfft_f64_app可以通过串口打印出计算的模值和相角,下面我们就通过Matlab计算的模值和相角跟arm_rfft_fast_f32计算的做对比。
, R: V( L# W- u& ]( A. z- B% @6 _3 _
对比前需要先将串口打印出的数据加载到Matlab中,并给这个数组起名sampledata,加载方法在前面的教程的第13章13.6小结已经讲解,这里不做赘述了。Matlab中运行的代码如下:3 x6 s7 y7 q) U  c& e+ ?9 u3 }

( A* t1 ~* t- T$ w, U& v: O$ D0 T
  1. Fs = 1024;               % 采样率
    ! `: ~0 G' f4 _4 J# ^2 \& |5 K
  2. N  = 1024;               % 采样点数
    2 O4 ~- D3 _% c% \# q% i
  3. n  = 0:N-1;              % 采样序列. S3 M3 y4 o3 W* t5 d7 v" x/ {
  4. t  = 0:1/Fs:1-1/Fs;      % 时间序列
    / K* [; K. l, m  n* Z, g4 J
  5. f = n * Fs / N;          %真实的频率1 Y6 x: o2 E, J2 B7 G/ C% w/ t
  6. " T8 D9 V( ~4 m: U
  7. %波形是由直流分量,50Hz正弦波正弦波组成
    0 S& u9 ~0 `9 k) o2 M
  8. x = 1 + cos(2*pi*50*t + pi/3)   ;  # ~# e9 ]5 u6 q, V5 i  I, o7 j7 F
  9. y = fft(x, N);               %对原始信号做FFT变换
    $ i6 |, p; \$ m
  10. Mag = abs(y);4 p4 b: ^9 a% M  K+ E9 e( e
  11. ( Z) O; h4 C; {
  12. subplot(2,2,1);
    $ |) ^4 V4 R7 w* v+ T) M/ d
  13. plot(f, Mag); ; A, h3 O+ o9 h0 ^: s
  14. title('Matlab计算幅频响应');$ Y4 z6 J6 X  w) K
  15. xlabel('频率');
    ! B- Y7 D' u1 `
  16. ylabel('赋值');' [4 l, e6 e. I: }) \* R
  17. * }, u  F9 e5 n* C" G2 N: B' h/ U
  18. subplot(2,2,2);3 P0 y2 V" M  ^* u4 [- `/ R* B" I
  19. realvalue = real(y);. T0 V- S7 {: g7 O
  20. imagvalue = imag(y);' _4 H% R2 ]) Q" W  ]# w
  21. plot(f, atan2(imagvalue, realvalue)*180/pi.*(Mag>=200));
    5 `3 x# ?& @' Q+ X; i/ T3 Z
  22. title('Matlab计算相频响应');% r0 l- h8 s4 S! y2 A& Z! i
  23. xlabel('频率');
    5 F8 t  `( b* S9 C
  24. ylabel('相角');
    2 S" G) n& b/ s/ r7 o+ m
  25. % A% ~+ B# O' T2 o
  26. subplot(2,2,3);
    8 o# Y: k" {0 ^% b- f
  27. plot(f, sampledata1);  %绘制STM32计算的幅频相应8 t6 t2 `9 t# @( u0 \0 R
  28. title('STM32计算幅频响应');# G' K5 h. Z! D1 E1 i8 `
  29. xlabel('频率');
    $ \4 Y0 u8 Z7 r; Y
  30. ylabel('赋值');
    ' K/ |+ C1 ?* L7 F/ Y

  31. 8 h0 p& A( f. t8 a$ M: c. J
  32. subplot(2,2,4);/ _; w- [% J! g5 E5 r  O' Q0 t! P
  33. plot(f, sampledata2);   %绘制STM32计算的相频相应& e9 K8 i8 \) g0 x
  34. title('STM32计算相频响应');; |% L: @" g3 i7 J% g& h- V
  35. xlabel('频率');
    * W, |' a0 X( w- L" J( a
  36. ylabel('相角');
复制代码

' n5 ~  M# W* N8 S: V运行Matlab后的输出结果如下:2 s; J( g6 s+ g% _0 Y

7 g& s" \) u# ]& }) ^. K1 Z

6 Z# x+ ]/ e- ?2 ~

) n; _: u1 J* k$ S9 [! s从上面的对比结果中可以看出,从上面的前512点对比中,我们可以看出两者的计算结果是相符的Matlab和函数arm_rfft_fast_f64计算的结果基本是一直的。幅频响应求出的幅值和相频响应中的求出的初始相角都是没问题的。0 u: ~6 U$ r" J- k7 [' x- o
/ o" L, ^/ A  z/ F' y- ~5 {" P
31.5 实验例程说明(MDK)
3 U& z1 n+ B- P* q6 s6 O# I2 a! h: M4 Y配套例子:
3 s3 {4 N$ Z3 M3 d7 VV7-221_实数浮点FTT(支持单精度和双精度)% x' y% o$ |0 E5 x

4 J( [& ^. |2 R实验目的:5 M8 V6 k5 m0 Q' n, H+ }7 i3 c0 E! i
学习实数浮点FFT,支持单精度浮点和双精度浮点

' e# {5 Q. u+ I0 {! x: W
9 @3 `6 @. Q. q( H/ @2 p/ ^实验内容:# ?! K8 _0 z! O. E$ W
启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
6 e  ~* h5 N' h4 U2 y$ F0 z( n0 G/ H按下按键K1,串口打印1024点实数单精度FFT的幅频响应和相频响应。
2 i8 `) w( Z- g4 x' }# d按下按键K2,串口打印1024点实数双精度FFT的幅频响应和相频响应。

- ]5 z: n+ e6 M+ R8 F/ J' l% h
使用AC6注意事项
* M& ^1 q/ V9 C# }) l& m特别注意附件章节C的问题
6 b; r" N% H2 P/ Z  K
" V' O, e" h0 N3 s3 j; H4 R# @9 F上电后串口打印的信息:5 d0 B" e% {7 @: Q

+ v9 _: N, u8 `1 U4 i* n: B波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1。
+ F  C2 u8 x% A
# o3 ]$ z: T2 C! D, |) s2 [
199205d2ec087204bbefbc30a2e7970c.png
+ R( @2 ?, m% I: Y
. P: S; a3 n# p& [4 D
RTT方式打印信息:
% d: D+ G+ U% ^3 C7 x3 s3 P# R) g& h4 W- t
05f1908f26c43970ec18a90f1cf9b7ee.png
1 s8 c0 G" ^+ L! G4 B/ ^* _  T' M

1 I0 E9 w& s2 Q$ A程序设计:" l: P7 N7 J8 _2 n# z0 g
7 G! [' v1 [* Z: l1 d  X
  系统栈大小分配:
( ]5 v8 _) T$ D/ x* C- R- Q9 `/ a) K# y) G
4180787ba5c3e7bdebe2ff506ec8a1be.png
% a) ]# X, M( [# b

3 P! @* V, C  z/ s4 |$ c  RAM空间用的DTCM:
2 r! l7 s, d, Q2 J2 ]" K( L/ ]
+ M  J8 S) j+ h/ z  {! n. K% f
2542fff3d6df6157f24ab4674d5a7b20.png

/ x  W- o" x# L7 p
6 {8 B* k! W" f( ~7 V- w, g; _  硬件外设初始化
+ h+ I% x8 o1 K) _' Q( s& w( |) V6 U7 o7 i" Z
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:2 D- G5 y+ m& s. ?8 r7 x  h

" x6 ^! Q9 M, }* }5 K5 v0 P
  1. /*
    . f' Q# M3 j( m; q
  2. *********************************************************************************************************
    ( e/ u7 t( M+ f% ^+ `. g
  3. *    函 数 名: bsp_Init% @+ T" o! f1 U& v3 E. P! w  g* h
  4. *    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
    3 ]% B8 e+ o& r+ E0 }4 e
  5. *    形    参:无& b7 _) l0 K! T* K8 f& y' i
  6. *    返 回 值: 无  w& a  _& c) E
  7. *********************************************************************************************************
    - c7 C% X8 _5 i/ N
  8. */: s" P" [2 X. ~. P$ G, ~
  9. void bsp_Init(void)
    . h3 f. k/ {% z
  10. {/ Q/ p0 c* G: U6 j, R9 [
  11.     /* 配置MPU */2 G$ C  h: M8 h" l" V" j' v7 x: T
  12.     MPU_Config();4 U6 k- n1 ^  K

  13. 0 X' |: T: W* V; |; ~4 j) r
  14.     /* 使能L1 Cache */
    % E+ [/ l. ~5 v& Q& P7 n) N* b
  15.     CPU_CACHE_Enable();, o0 m& x* a- s5 s4 t! z

  16. - I6 j9 Q1 D+ Q  P
  17.     /* ) F: `7 X# p* Z% R( v$ u& u
  18.        STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:
    / V6 x1 p4 }  h+ n- @; L6 n
  19.        - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。, B/ b# J# X4 ^$ w2 @
  20.        - 设置NVIC优先级分组为4。
    5 s/ d( l. [6 t# {: D
  21.      */; M9 g* i& \; i( e( s+ s1 _
  22.     HAL_Init();7 z* _4 ~& J2 a  }! R
  23. ! k# [: |- ~! \$ v8 l2 O4 E
  24.     /* 0 H/ o) H: w# }5 p% K9 ^
  25.        配置系统时钟到400MHz
    0 C$ z0 _  ?: ]5 r: g" b
  26.        - 切换使用HSE。
    ) w* d% L+ v( {5 ~
  27.        - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
    - K9 @7 s! C) ^
  28.     */
      ^5 G1 u- o3 b+ j" u
  29.     SystemClock_Config();
    5 _. m0 X: E- y5 Z7 {$ q

  30. , g! N, N' Z, ^4 c! m
  31.     /* # l0 }& [( W6 C! ]% f
  32.        Event Recorder:
    3 l& o' o3 e: p# W) [& I
  33.        - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。% \+ v0 o2 i+ a6 t  B& H
  34.        - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第8章2 i0 R5 R  r/ q$ s
  35.     */   
    ; o" J, g7 L8 L2 m
  36. #if Enable_EventRecorder == 1  
    7 O1 ~  o3 h$ T6 P0 b2 ^" @$ i" Z/ e
  37.     /* 初始化EventRecorder并开启 */
      @" V  Z1 d7 S/ W7 g, w
  38.     EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);( A  x/ F% w# I2 q0 N
  39.     EventRecorderStart();
    & y. h+ a+ H% D5 O, \
  40. #endif8 [* x0 Z7 F7 G* [7 M

  41. + U" y! l: Y4 ^1 ~2 T- S5 G! h
  42.     bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    , S  q$ ^) d& `- K# H+ i
  43.     bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */4 q, F, U* h- a, h" a; ^+ R1 g
  44.     bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */" s1 W7 o! C  D+ U
  45.     bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */   
    : F8 M3 A. [3 p* q" @2 q4 W
  46.     bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    ; Q# {2 K: e6 l8 p1 w4 d; [# H
  47. }
复制代码

+ B( w" m5 s) n  MPU配置和Cache配置:, r- w. P1 `$ N7 g# N6 I0 h

# T" z# B  x, K3 b数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区(本例子未用到AXI SRAM),FMC的扩展IO区。
  H* @" o: _5 v2 Z2 p0 I& r( k2 t/ c. \: Y+ P
  1. /*
    + q" ^% m6 O- O% B  z# N
  2. *********************************************************************************************************( s$ W( r6 w( j# p
  3. *    函 数 名: MPU_Config$ H- B* y' y5 C+ m; u. `+ |% Y
  4. *    功能说明: 配置MPU
    ! Q! _; R8 B+ g2 P4 `2 V3 U' W
  5. *    形    参: 无0 h7 K( }% q5 o  @' k1 M
  6. *    返 回 值: 无
    : L' V4 o! w+ U% q
  7. *********************************************************************************************************
    3 L) E) h) q! J) \& F9 K1 ?
  8. */' i2 X5 g& V2 S+ g5 Y6 c' h. N$ V
  9. static void MPU_Config( void )7 Q4 m) k4 @8 h9 ]
  10. {' y0 ^. A  k1 f
  11.     MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
    / s0 P4 W( j/ n  V2 s$ W
  12. ) K& L4 {& m% l" t. h0 F
  13.     /* 禁止 MPU */
    2 n, ^# [0 _. ^
  14.     HAL_MPU_Disable();
    $ S" Z- l/ X* e: E$ U4 J
  15. ) r1 l( c3 R& V6 E) g8 L
  16.     /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */6 j- ~* o' s: q6 D
  17.     MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    $ X. p5 G5 {1 {5 c6 e. {/ I
  18.     MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;& S5 A) v. o7 G9 l8 T7 c; L+ S5 D. L+ A9 o6 ~
  19.     MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;4 H# a0 Z, t8 p
  20.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;. k9 \: G. I; d8 N( ?& R/ k+ I$ k
  21.     MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;# s% g/ h# ?1 U; @8 U) @( \2 a
  22.     MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    ; F( }) [- q8 ^+ I
  23.     MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;- k$ i6 I0 w; y/ S2 h
  24.     MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;% ]2 _4 D8 O. Y# ~% e
  25.     MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;' K- N  @# D5 v( }
  26.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    ! a2 l: C' w( s2 W( Q) [* p
  27.     MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    9 Q1 r% W5 N6 R# D& M; G  h% k8 ]5 k

  28. & H; S' C0 F4 [+ }' {
  29.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);) G/ t& z6 }: T0 o% K0 F
  30. # t9 M5 h' V/ B5 d6 y
  31. # i5 n" W. D, \$ U+ @7 X
  32.     /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */8 H' y7 ~! ]4 n
  33.     MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    5 l4 \6 t2 k, v( F# z/ O* d8 F
  34.     MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    " N+ P5 x( O4 G/ {
  35.     MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;   
    & Z+ `3 f8 ]; _5 A3 v7 B1 X' P
  36.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;, n: a$ n# m2 a" m; R
  37.     MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;4 U% x9 X6 P1 e5 J
  38.     MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    ) Y* Q4 m7 N9 n. v( a4 ~
  39.     MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    ! N( j6 K; J1 ~1 W
  40.     MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;0 {" _7 ?1 }/ |2 l0 a
  41.     MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    9 j0 _) m. J/ y! ]
  42.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;& B! X  z- d4 f. y& W0 z# M
  43.     MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    0 M9 q* G7 ]# K+ S) C
  44. 5 F) [' \2 {4 j; _% g
  45.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);  S$ Y! j# S3 f" Y) x# f

  46. ! w; u6 Z, r! q. v
  47.     /*使能 MPU */
    ( ?8 G6 b7 q8 F9 x
  48.     HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
    1 ^8 _5 B+ ?, |6 ]9 c
  49. }
    2 v5 c8 J( o9 S; y- x
  50. 6 t; @0 R+ W& {) Y% ?: c
  51. /*
    $ r8 q5 [# D1 @7 T8 N) U
  52. *********************************************************************************************************$ E  F5 v1 @" ~- a4 g5 e
  53. *    函 数 名: CPU_CACHE_Enable, L0 a. X4 w# H- Q0 K
  54. *    功能说明: 使能L1 Cache; u' Z: t9 v/ b3 [2 }
  55. *    形    参: 无
    + T5 s5 ^; @1 E3 I) |& v
  56. *    返 回 值: 无6 ]( J/ [( Y% {3 W( ^4 \
  57. *********************************************************************************************************
    3 h& [/ a- |1 o/ H2 l5 m4 n$ n/ I5 S
  58. */: I% @1 L2 P* ], K0 }
  59. static void CPU_CACHE_Enable(void)6 {: |4 F! A; s4 x8 g! O
  60. {
      ?+ p: b, ^% C" h4 _" W
  61.     /* 使能 I-Cache */( |. D4 W& T9 S! `- @1 x+ Z; }
  62.     SCB_EnableICache();
    7 K! W+ g9 `/ q0 b* z
  63. $ [! K! K' n5 s* q9 M0 @$ \
  64.     /* 使能 D-Cache */( G' ^% O! C- z4 e9 J
  65.     SCB_EnableDCache();
    4 ?3 p7 F* P& ^+ R  w9 j" N2 |
  66. }
复制代码
) h- O7 Z9 h, w* k2 n8 K/ b( {
  主功能:
% |/ j- o8 W9 w9 q' t" m2 f9 Y
" Z& Z' v; F. }# l+ c5 b主程序实现如下操作:
$ j/ h* k* I; ?# Q* w
  f. _5 [4 K0 y1 c  E! s3 e7 v' g  启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
+ F" [& v! @6 Y( v* z) t* c  按下按键K1,串口打印1024点实数单精度FFT的幅频响应和相频响应。
$ l8 h& H( B7 _; W' U9 c  按下按键K2,串口打印1024点实数双精度FFT的幅频响应和相频响应。
! G  r' k1 H# R4 X' i, S8 N) j
  1. /*" t# _# t! C5 T) c- g
  2. *********************************************************************************************************; B, R% o! T' |  m: Z9 @: `
  3. *    函 数 名: main
    * D' D$ r3 Q: j4 @/ Z5 m" j
  4. *    功能说明: c程序入口
    " b7 _( K* X. d: I
  5. *    形    参: 无
    % z' l" j- C. [2 F
  6. *    返 回 值: 错误代码(无需处理)8 f. r% q& L- \. w$ Y/ [
  7. *********************************************************************************************************0 q2 P1 K  n, L( F; N9 v2 P
  8. */
    9 Z% g! p$ M6 y# A' }
  9. int main(void)
    ( @* K- a% D* L: [
  10. {; C/ s$ l4 T8 f% F! b
  11.     uint8_t ucKeyCode;        /* 按键代码 */9 E* n$ _7 x9 {/ p- H* s

  12. 8 W, {4 l2 T6 q! S

  13. % @$ o6 H, t1 ]! T: u3 M3 P& E
  14.     bsp_Init();        /* 硬件初始化 */" J$ x9 _$ w; O
  15.     PrintfLogo();    /* 打印例程信息到串口1 */3 [' Z8 g9 f( N; |/ u0 R

  16. 8 u4 y( u; B- [2 W+ U. r$ r8 u
  17.     PrintfHelp();    /* 打印操作提示信息 */3 P- C; X& T8 g0 A  p1 i8 E

  18. * x3 o( t7 C; |, E4 d! C

  19. . ]& U* h! N) M9 B8 T
  20.     bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
    1 B! i5 T1 j2 S" {+ [$ W

  21. ; [7 e2 p# e: v/ h! V
  22.     /* 进入主程序循环体 */1 D6 [  F" j% W% O5 I
  23.     while (1)% I8 `. L$ z% W( Y: X, P  z# k6 R
  24.     {2 Y+ j6 b) X  H5 S% L! r+ [+ s
  25.         bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
    5 I1 n  ^( S" d

  26. # `5 ^% J0 }; U& _4 g
  27. 0 f2 V2 Q* ~; a9 X% m/ T" \; F3 B) n
  28.         if (bsp_CheckTimer(0))    /* 判断定时器超时时间 */4 P3 Q. r2 j* E6 P8 R
  29.         {
    * @5 A1 }) O3 s& G/ P
  30.             /* 每隔100ms 进来一次 */' P# `  F% m( P$ v$ [0 D3 s' m  l
  31.             bsp_LedToggle(4);    /* 翻转LED2的状态 */   
    : `& Q/ R  X8 e1 F; |1 E& l4 v
  32.         }
    - u7 Q+ \9 @0 \# y; S
  33. # }" E) |* L- t# F& ^+ o6 L' v2 w
  34.         ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
    * @7 @' v9 \6 d" \+ w$ @$ d
  35.         if (ucKeyCode != KEY_NONE)
    ' d+ ?5 L6 l* k8 T4 |
  36.         {& M; h" v) G$ o3 U
  37.             switch (ucKeyCode). D, p; s% K$ p; n7 E* k
  38.             {
    $ S0 C/ P9 J  n+ f
  39.                 case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下 */
    - p- F& |; \; y; F0 g6 `' H+ m
  40.                     arm_rfft_f32_app();* N9 P+ `" z- p% X) c2 q
  41.                     break;; f" G9 S! ]% X" h3 ?# d

  42. # V/ C* p; ~; ]) S5 j
  43.                 case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下 */* h% w$ d$ X! O  p. x7 P/ S4 i7 U6 O
  44.                     arm_rfft_f64_app();" H7 c; z8 z" s; A, ]5 V
  45.                     break;
    7 A' g3 w) D& c! b: h; P* Q, ]/ x
  46.   N' Q6 q. V' x7 V. l- h

  47. 3 a# ?+ A# s7 s2 j
  48.                 default:
    ' |* L# j7 N; j7 H3 W3 Y8 ^$ J
  49.                     /* 其它的键值不处理 */# u' P: N9 W: X: R7 S
  50.                     break;
      r1 d* p! \3 A% w5 ?' o( b5 m
  51.             }6 }2 e7 ]" a8 R5 r) u) D4 C, `
  52.         }
    1 s4 c+ n& M  H9 L

  53. ; _3 m" q/ l/ n
  54.     }
    ( X' H4 [: g: x$ h# [
  55. }
复制代码
1 Z4 z* l8 t8 f
31.6 实验例程说明(IAR)
9 s% _% H. d; d' W5 Z) r配套例子:
2 q9 R/ @+ e. S: h0 m1 BV7-221_实数浮点FTT(支持单精度和双精度)
6 j+ K1 n' n, R! r
$ a7 [/ U* _7 i, O% B. I实验目的:4 L7 y$ v. g3 m! y  M/ I/ n1 x
学习实数浮点FFT,支持单精度浮点和双精度浮点! r' P. ?# x/ q3 b, k" [! d. K
% O' X2 G8 {) P5 j* H$ o9 n- {
实验内容:5 n' G7 Q1 ]' G/ d( n* g6 x
启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。( w: Z% e, c. M
按下按键K1,串口打印1024点实数单精度FFT的幅频响应和相频响应。9 t, D% g; L3 O; }4 ^
按下按键K2,串口打印1024点实数双精度FFT的幅频响应和相频响应。
0 V* X3 {% H+ y9 t5 X$ u- \  B8 U
上电后串口打印的信息:
3 \& Y' @$ p  C" k8 k1 k
0 l; Y/ `$ \& z& |) d  ?( V- J波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1。
7 U) f9 k2 G+ U5 X
# k/ Y. R2 H0 C. \" }9 K: F
677ed32df8e0375a0883a042d8f59529.png

- {% w  A( g7 h. L8 L9 f
% n  a# g' C( H1 Y) i, nRTT方式打印信息:
- A2 n9 a' E) k9 E
* N& m( h+ B1 q) p' M

$ K' N& z# y1 @! w% I9 f: e
. t( [4 i+ K7 g% p$ j0 C$ |程序设计:
( r) M* [0 u$ [& ^1 R. {  o
/ G: L+ w; C3 C- s7 z( k# T  系统栈大小分配:
+ M- {" e5 C8 [& \! ]+ E2 R& }5 r( M% v" p
aadd439520e832f6c5bba6a2a6744134.png

( L" ^/ ^$ i& Z- \8 K* z) K: P2 U# b! _: `* e' g1 {
  RAM空间用的DTCM:
6 E, c% S3 M) ]# o  i& \8 D) C; v) T' j/ z6 J  J: y( {( X9 `
2a2fa9308d7e073fbcddc463dc35bcc3.png

' m0 j7 r9 `, ]
4 m6 [9 w; w! R6 d9 M& ^7 b  硬件外设初始化
6 z6 A% ^6 v7 z/ l- B  j" t) r6 g) R/ D3 ?& s2 z, y
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
6 q% V! b1 O! [4 n; H
+ \7 ]9 k5 N  L( J! n
  1. /*
    ' r/ s: Z  S9 p, x6 s
  2. *********************************************************************************************************
    : F/ c# [2 Z/ H2 J
  3. *    函 数 名: bsp_Init
    0 m# i( P3 `" {1 d: i5 `. u8 R
  4. *    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
    : @- W  D+ q, M
  5. *    形    参:无  j8 h3 L# G9 N, J$ n
  6. *    返 回 值: 无2 j4 P7 }# v0 O
  7. *********************************************************************************************************& Z% u: R5 i" c3 D' D" V5 I/ c& R
  8. */
    , t, t$ h! o: f4 {; ]2 ~8 ]
  9. void bsp_Init(void)
    * k9 w1 k8 W9 w+ c
  10. {
    , r, p& M, g3 O
  11.     /* 配置MPU */, s0 _0 i1 U# C% m
  12.     MPU_Config();
    . j/ {6 I+ c! D/ b

  13. 7 y4 @& Z4 Y1 K. \' R2 Y
  14.     /* 使能L1 Cache */0 P. [4 Y0 X2 Y- W7 ~2 C/ i6 L
  15.     CPU_CACHE_Enable();: w1 m. t8 {" P
  16. & |2 @9 S. h+ O0 O7 B& N" p0 Q
  17.     /*
    4 [' E3 c: H# I
  18.        STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:
    2 g, _, Z, `6 u0 o
  19.        - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。& c4 h( H5 O2 e7 `/ q
  20.        - 设置NVIC优先级分组为4。
    , i7 C2 ?+ v6 O3 I
  21.      */
    $ {7 `$ a$ Y; z
  22.     HAL_Init();
    3 L" z9 V2 B* W8 F6 G2 u, ~

  23. : f/ u/ |3 t- }3 L$ X
  24.     /*
    / U4 i3 b" q6 ?* S
  25.        配置系统时钟到400MHz, k. t- g6 M' v! m
  26.        - 切换使用HSE。* k; Y7 ?- M% M/ |) r/ r( s
  27.        - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。. h2 |- P) T' I
  28.     */2 _0 ^+ h5 D' O! N
  29.     SystemClock_Config();
    ! c) C( c) N5 M4 U- a. i% y& A$ ~3 t

  30. 2 _* L$ [  v+ q. t3 ]- m. }5 K
  31.     /*
    , [7 m+ t" {  V, A# v6 s+ }$ u% m
  32.        Event Recorder:# G+ F4 I& w4 ~, [3 ^$ M
  33.        - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
    ( l2 T2 ~8 u7 T
  34.        - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第8章
    . \; H9 p% D$ Y) J* \
  35.     */   
    3 t! g$ Q; A- }0 |
  36. #if Enable_EventRecorder == 1    {# E; r4 \7 [1 l3 [
  37.     /* 初始化EventRecorder并开启 */: `. V) A1 F. K* [
  38.     EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);. a; x- U* a4 Y0 Y- D& d
  39.     EventRecorderStart();
    1 X( g& t1 T: ]3 X5 e
  40. #endif2 O$ {  f; f2 Y& b* K; h4 Q4 t
  41. ' S/ Z: f0 d0 a" _* {
  42.     bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */: Y. |0 s7 o' ^0 C9 X1 p5 w
  43.     bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    ' R# ?/ V/ U* I, d: u
  44.     bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */+ O) e' e) _9 J; X- Z( k8 P' b
  45.     bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */    2 _. y3 e. C+ D, \
  46.     bsp_InitLed();        /* 初始化LED */   
    * S" N, o4 t8 @" u
  47. }
复制代码
+ u. [+ }+ K. n
MPU配置和Cache配置:/ h9 M5 Q. E$ c  B

  w2 c3 B: D, Y7 ?. J! w数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区(本例子未用到AXI SRAM),FMC的扩展IO区。& f6 I9 @2 Y; {- R% _& L6 F
6 k" A4 j- a/ X2 L9 X
  1. /*) R3 q" ~7 }5 v6 N) R6 {
  2. *********************************************************************************************************
    + @" g9 @* U( G# |; [4 e0 ]' n) C* o- A
  3. *    函 数 名: MPU_Config% w" [. I; i$ ~( c  I# j" a# |( Q
  4. *    功能说明: 配置MPU
    5 J. Z2 s6 i! X% ], J
  5. *    形    参: 无' D# b9 r& E3 f1 T8 w
  6. *    返 回 值: 无4 @) _5 i- j, h! G( S
  7. *********************************************************************************************************
    2 [: B) f0 c' B* o
  8. */- f  E$ L4 ~. a/ y- F; }1 h
  9. static void MPU_Config( void ); \3 {/ O9 Z+ C
  10. {. O1 g9 C' u; O) N  K% y& J
  11.     MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;4 B, v5 o! f  O6 R; a/ n
  12. & z. O/ J) b$ G6 r3 D' o+ j0 D
  13.     /* 禁止 MPU */  j9 i: \2 ~7 h
  14.     HAL_MPU_Disable();
    . O1 ?0 k5 ]( o9 v' n# Y

  15. % t- S; C9 I. v1 i  p' l
  16.     /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */: C0 Z) b1 a; ?2 J( N7 \$ [0 Z7 m
  17.     MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    . Q- e' I! v  R+ Z1 l# J. i- \
  18.     MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;7 Z, }" o& B8 d, O8 S
  19.     MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;6 n0 t! G7 t' W1 U
  20.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    , _; {& t& m* r# q* E! d
  21.     MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    0 i2 o' o" q" G" u1 Q1 [
  22.     MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    9 s  h) ~* p' }" K8 ]+ f: |# S5 R
  23.     MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;" v5 t7 r5 ~5 x/ \5 J+ [& c) `
  24.     MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;2 }8 V4 B9 a$ Z; P; \/ V. s+ U4 L
  25.     MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    * c2 n; M6 ^' E, K
  26.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    9 v$ C! L/ [: v
  27.     MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;* z7 s. K3 v8 L4 G# o

  28. % X* E9 F  d/ }. W1 ~3 n1 V4 }+ B
  29.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    $ K' L3 O  K4 A

  30. 3 _3 X9 Z; d; t; q% p8 ?& ]
  31. / ~2 o3 s2 b" p6 P. w
  32.     /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    3 p( G/ @6 x) `  r1 z& e, Y& [% g% A
  33.     MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    - R* k7 k* ]3 V/ M0 }4 _* |  C. J
  34.     MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;4 f; K4 e6 @. }7 o7 E
  35.     MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;   
    3 Z$ s: K, r7 I7 K
  36.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;9 x5 C7 ^5 s9 A/ a
  37.     MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    4 a( t! e% E% s! q- V
  38.     MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;   
    7 P' q: H1 N% b3 Y( U
  39.     MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;( c" B- C1 ]& ^3 E, F. o
  40.     MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;2 D/ G5 ?* h/ b8 K8 j9 o
  41.     MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    ( j  E2 x- i. F! Y( {& ?
  42.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;: `5 F# j$ K4 h5 k% R* J
  43.     MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    # N4 }, z( R0 q
  44. ' {+ E3 N# {1 N+ W5 d2 k
  45.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    $ |; T4 |1 q" w- a

  46. ; p( k3 @: U$ \4 B4 B1 f
  47.     /*使能 MPU */
    5 M, j& M: E6 `* s* e! N- z0 Y
  48.     HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
      {4 ~4 }: e' q! K; v
  49. }( [, D- }( \3 p
  50. 5 K; F' g: k1 |0 k3 f
  51. /*) l# Z( y# n  Y
  52. *********************************************************************************************************: m% y/ Q2 \2 G3 K4 P
  53. *    函 数 名: CPU_CACHE_Enable, d6 r; t, \9 G
  54. *    功能说明: 使能L1 Cache+ C' g* K( p( s" q3 b) N; o3 K$ I+ L
  55. *    形    参: 无
    ! L# s8 K' i" U
  56. *    返 回 值: 无
    ! X- i6 ]9 `5 n; t) r4 x
  57. *********************************************************************************************************
      e( [9 A  L. n4 r  P
  58. */" H. T  P4 ~- e7 M
  59. static void CPU_CACHE_Enable(void)
    : \, w2 G* L% B3 v. `6 K
  60. {7 Y& N" x4 s2 s$ h/ S9 `
  61.     /* 使能 I-Cache */* R9 X) R+ O2 Q6 K
  62.     SCB_EnableICache();
    8 n! k" Q* k" O- N" V! Z" Z
  63. 3 b) d% Y$ X  a) ?& O
  64.     /* 使能 D-Cache */
    . U8 C: p% s) p9 a/ K/ F' x" h8 _
  65.     SCB_EnableDCache();
    ( b6 ^9 ~9 y6 h( K$ o$ y' V
  66. }
复制代码

7 f6 u3 N7 A; S& Q& P+ a  主功能:
, ^. @$ V( A4 Z$ d/ p) h
6 I5 E$ z+ q6 q+ C* c# d主程序实现如下操作:
$ L& |4 X7 I; {& y  W! m1 F' M  m0 C  ]! w/ i- W/ l
  启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。. A& e8 [! w+ |4 q( U
  按下按键K1,串口打印1024点实数单精度FFT的幅频响应和相频响应。
0 g/ n5 z+ e& i. e4 F% [3 Y  按下按键K2,串口打印1024点实数双精度FFT的幅频响应和相频响应。% D& H! Q8 [$ E/ M
  1. /*
    & N" W' L- R5 X- E8 P- F
  2. *********************************************************************************************************0 a; n. w' q! N3 @& Q7 Y
  3. *    函 数 名: main
    : f6 N- c4 w  D/ A; K
  4. *    功能说明: c程序入口) D0 K& _% Z* l7 T) g* h
  5. *    形    参: 无
    - a6 B+ l% z4 C" U! n/ Y' Q& O
  6. *    返 回 值: 错误代码(无需处理)
    . @& T! V9 \+ @" ?' D+ w" G
  7. *********************************************************************************************************
    4 v  A: s. j- |( p
  8. */" d" ~2 |  ?' ^  p7 B. W
  9. int main(void)
    , i' T& o8 U% o7 @  _- R  g( s: \
  10. {
    9 H8 e( F( q* Q$ N  X
  11.     uint8_t ucKeyCode;        /* 按键代码 */
    2 l9 @$ H) l) @8 f! |2 S' V
  12.   q' q0 b/ T3 s# M9 \, O% G
  13. . a/ O9 I% _. n, {7 O3 ^! w% N
  14.     bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
      e/ F6 T4 a7 M/ @4 A9 ?
  15.     PrintfLogo();    /* 打印例程信息到串口1 */+ q1 a2 F0 C5 |- A, z, q. k! m
  16. 8 @/ s5 s* A7 T' t$ e# y
  17.     PrintfHelp();    /* 打印操作提示信息 */, P/ @/ F$ \; F  L7 e% K3 B
  18. % w8 w+ |# |2 J

  19. $ B; t: V8 }; _$ r$ s: Q
  20.     bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
    ( h! }/ J4 ]4 b" G+ c! f6 k

  21. ) N6 c( x9 ]" ~; J- i7 [  S
  22.     /* 进入主程序循环体 */
    $ O0 k# U7 @" e; K7 i
  23.     while (1)
    " o& R4 s# Q& [5 b- D' N
  24.     {+ q1 N) H% z0 @1 }- C8 K
  25.         bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
    - ]$ A" Z6 I1 h

  26. ! a6 A( o: K: W! A
  27. 8 @; I7 m. Q# v6 D! t
  28.         if (bsp_CheckTimer(0))    /* 判断定时器超时时间 */, l- m0 a+ Z8 Q3 c
  29.         {
    - I' }5 b6 v- M' Z+ X5 N
  30.             /* 每隔100ms 进来一次 */
    5 C/ }9 Q" t2 {1 _  b9 n% }
  31.             bsp_LedToggle(4);    /* 翻转LED2的状态 */   - k& g  m1 h$ f* h& x
  32.         }3 B$ F! r- b2 U8 k. L
  33. $ _  Y3 e, R. q- g) J5 K
  34.         ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
    8 N. K! w1 c- W+ v* k
  35.         if (ucKeyCode != KEY_NONE)
    * ^9 D+ H3 U$ P8 L% V. M7 e
  36.         {: ?( r6 h$ q7 G4 j0 p
  37.             switch (ucKeyCode)8 |; n" n" U: m. D0 N
  38.             {0 Q6 r8 H* Z8 m7 W9 f
  39.                 case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下 */
    * W0 W( l; |) q6 s! ^, t
  40.                     arm_rfft_f32_app();1 P+ X8 N# A+ ^/ d
  41.                     break;$ Q9 p1 j7 h6 U  q/ @0 H* c

  42. 3 X$ x% \( e4 i' b8 T& z
  43.                 case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下 */
    8 Z5 Z! W3 ?5 h+ H; Y
  44.                     arm_rfft_f64_app();3 H! C( A8 y8 B* i( |
  45.                     break;* E* t% L, ^3 e. I

  46. 9 F( s0 [: ^9 W" f$ f+ ?
  47. + Z& L" b5 X7 X5 {1 i" ^/ e% D
  48.                 default:- m0 k" J' u, ~9 C$ d
  49.                     /* 其它的键值不处理 */; i5 J, J! B7 o9 S- O! Q  l
  50.                     break;5 `" O2 |1 Y5 Q) R9 t8 h
  51.             }
    # m& B, ?9 V# b/ d" U3 ^
  52.         }3 W2 O, A7 w* `' S0 w
  53. , B& H8 x, H" `) r0 E1 ?3 f! J
  54.     }
    7 h/ ]& s5 P- R' e5 g7 H& q
  55. }
复制代码

- t8 R( \- x7 o% ^: B; g* `9 E) o31.7 总结
. m: E2 e, f7 H本章节设计到实数FFT实现,有兴趣的可以深入了解源码的实现。
/ v/ Z; p6 w6 p, O& L
& c9 y- H( g' E; n; g2 ]$ |/ P
8 w; e4 J7 i3 K3 i! a, d9 U+ ?/ k. h& e5 g  Y2 \% |
b55a0f24b64e2af0e7f4ec1f38a83d36.png
收藏 评论0 发布时间:2021-12-28 22:17

举报

0个回答

所属标签

相似技术帖

官网相关资源

关于
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新与技术
意法半导体官网
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
官方最新发布
STM32N6 AI生态系统
STM32MCU,MPU高性能GUI
ST ACEPACK电源模块
意法半导体生物传感器
STM32Cube扩展软件包
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版