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* }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
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
- void arm_rfft_fast_f32(. K8 ?( C$ }; ?6 y' L2 `
- const arm_rfft_fast_instance_f32 * S,
) U6 ?1 L& C5 k( C$ K! X - float32_t * p,+ q% u9 _) j0 P
- float32_t * pOut,& _2 C0 N a' |: K2 v
- 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
- /*
' z, [& Q. I {: ?" m8 _1 l/ [: M - *********************************************************************************************************
2 ]- y2 W: k/ q2 l7 P( X8 R - * 函 数 名: arm_rfft_f32_app% L" M& c( R4 t, k0 C
- * 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 - * 形 参:无
! p d! G6 C) V( A1 a. e - * 返 回 值: 无. k/ E' c& G8 ?) h
- *********************************************************************************************************
! y; e) H. j% ^; u3 r - *// s+ D/ d- O/ U5 z2 T
- static void arm_rfft_f32_app(void)% o' u0 h7 \3 P
- {
( I4 {/ _1 |, B4 C- O5 R - uint16_t i;
; V9 U" T1 Z2 g0 W6 V: U8 P# ]& q - arm_rfft_fast_instance_f32 S;
7 B3 T9 A" y {
6 Q+ Q5 t" Y: R1 e8 G7 ?' `2 R- ; G0 {. _4 V8 W$ `" m/ k
- /* 正变换 */
5 z ~+ x# s/ k) H' _3 n, K - ifftFlag = 0;
* g; e+ D* M8 L1 ~: F
+ x3 O5 S k5 [* g, O- /* 初始化结构体S中的参数 */6 ^5 k9 r$ M% T7 P) t
- arm_rfft_fast_init_f32(&S, TEST_LENGTH_SAMPLES);. e r1 O. \$ P/ y- ?) N# i
- # n2 k% o+ o# U
- for(i=0; i<1024; i++)0 J5 X4 v6 K ?$ f/ w) I
- {
& j2 ]; V8 V. {/ R5 l; C% x8 B/ t - /* 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 - testInput_f32<i> </i>= 1 + cos(2*3.1415926f*50*i/1024 + 3.1415926f/3);
3 u+ |( }2 Q6 \, Q - }+ N+ p3 `! e0 S+ V4 ]2 k
& M' T" X& N/ _- /* 1024点实序列快速FFT */
0 ^7 }9 y( k/ @& A' |: e3 U - arm_rfft_fast_f32(&S, testInput_f32, testOutput_f32, ifftFlag);" w6 | j; i7 l5 B4 P2 i. q
/ c( d6 g( L- W+ Z( L- /* 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 ` - 只求解出了512组 " e$ a' z5 `) ]# m' c3 E" P5 R
- */ 4 V( e1 O) x/ y
- arm_cmplx_mag_f32(testOutput_f32, testOutputMag_f32, TEST_LENGTH_SAMPLES);0 P4 [* a7 @9 m, e" N4 g
- % M5 ^* U" b) i; x3 V
0 ? |$ w3 G- c" v- y' Y- printf("=========================================\r\n");
9 ~2 @* Z$ V6 ]6 j% [* ^
$ G2 M4 l6 c! H* N5 {9 Y& _( B- /* 求相频 */
6 p$ A7 P2 P3 T6 p; m - PowerPhaseRadians_f32(testOutput_f32, Phase_f32, TEST_LENGTH_SAMPLES, 0.5f);
& }0 A# m. w9 Z" a
1 K% e; z3 ?5 f' V- 5 r! Y, `6 P2 U) b
- /* 串口打印求解的幅频和相频 *// k; {- }2 O! v6 N w
- for(i=0; i<TEST_LENGTH_SAMPLES; i++), u/ {1 m ~9 G
- {$ t& E9 X6 Y/ Y* t! A
- printf("%f, %f\r\n", testOutputMag_f32, Phase_f32);% r* i, Y0 m6 v( e5 n0 q3 N
- }2 c! b% B4 a% X- l
- }
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- Fs = 1024; % 采样率0 u# }0 I& k$ D3 ~/ N7 _# i& q
- N = 1024; % 采样点数
0 L/ i0 u; [' R - n = 0:N-1; % 采样序列 `& k) i1 `+ a# i" k8 s
- t = 0:1/Fs:1-1/Fs; % 时间序列8 V# r% z, W( [- z6 v( N
- f = n * Fs / N; %真实的频率
8 m2 {. \3 x! F8 J# D- W - : Z5 Z. [7 Z+ Z
- %波形是由直流分量,50Hz正弦波正弦波组成
) @& L6 e* s: w; o- y - x = 1 + cos(2*pi*50*t + pi/3) ; ; {- x* t0 W |+ }
- y = fft(x, N); %对原始信号做FFT变换
; ?" o9 b5 ~; C n$ ~' @; s! h - Mag = abs(y);
l- A# i6 C9 D8 T! S( @2 O
' G+ \; n* J0 ^- subplot(2,2,1);! m6 v5 `: f0 F2 Z
- plot(f, Mag);
; }' P- G2 O" P7 p$ v3 Y - title('Matlab计算幅频响应');
. h! P1 M/ ~6 ?, m4 C - xlabel('频率');
8 x& J5 N9 {0 g% \ - ylabel('赋值');
6 C5 w, B- j- b5 w* I1 `4 u - Q! p0 w6 N6 R7 v3 w, r
- subplot(2,2,2);
0 v4 I( j/ o# @: b9 R- J - realvalue = real(y);
% Z3 B( ~. U+ O$ c3 K9 S. [ - imagvalue = imag(y);
( D- a8 t7 _, X9 H3 [$ a2 F8 V - plot(f, atan2(imagvalue, realvalue)*180/pi.*(Mag>=200)); 5 ?3 }4 W& P1 [4 s' x) G
- title('Matlab计算相频响应');
8 j5 j7 d. |. h - xlabel('频率');! ]: e( I- e$ u: n) C9 L. r! \6 e& \
- ylabel('相角');
7 o- [+ j' f P: O# i - 0 `6 M! ^4 A8 G* Q w, R+ \' R# H
- subplot(2,2,3);
( @5 E5 r, I) a1 @- U* X. U$ w - plot(f, sampledata1); %绘制STM32计算的幅频相应
. M7 ]) K4 ]8 y- c+ _ - title('STM32计算幅频响应');1 h; L6 G% m% P3 ^% k& G6 V. c8 C
- xlabel('频率');; _0 g5 O! d: m4 V, s) o1 S
- ylabel('赋值');
3 [0 e4 \( A! Z) ]/ y - # e7 ]8 f$ _# A* s. k0 s
- subplot(2,2,4);8 n9 L. }+ W; X1 B% q/ u; Q8 Q
- plot(f, sampledata2); %绘制STM32计算的相频相应 M3 Y0 t4 C \0 W8 z/ ?7 v
- title('STM32计算相频响应');
2 Z8 k8 Q) l7 K: F; R- ?2 ^ - xlabel('频率');( l2 e$ I* Z q0 a2 j+ y
- 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 }
( 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- void arm_rfft_fast_f64(
+ d) S6 k' P) ~ _ - arm_rfft_fast_instance_f64 * S,3 m9 s2 a p: ]% `. J
- float64_t * p,) C; s- r# o% I3 W }
- float64_t * pOut,7 L* ?, y. F4 s9 m2 ~4 Y9 l
- 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- /*0 A9 d; {: n4 A5 n
- *********************************************************************************************************& i* o$ g% ~# V- T; r8 f
- * 函 数 名: arm_rfft_f64_app, F! ^( S0 A' G0 d! {
- * 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 - * 形 参:无/ y2 K* v- f" S/ J, X
- * 返 回 值: 无
6 [: e! B( p5 Y3 |" I8 M | - *********************************************************************************************************: B* e1 K- [) Q
- */4 Q, U: V2 _+ m. D* e5 s
- static void arm_rfft_f64_app(void)( B1 M3 u7 g7 \) V8 p/ c
- {9 }4 @4 h% S0 l. x/ a4 V
- uint16_t i;
4 E1 q4 k/ J4 n - float64_t lX,lY;1 H% f3 V2 w9 s5 c: T; f
- arm_rfft_fast_instance_f64 S;
! Y* f' K1 s) w/ b9 V& Z; Q& s
2 i( ~3 {, H6 |3 f' ^2 H- ; Z! d3 {: ^0 {0 V" g
- /* 正变换 */" S: y* W- d, R% y# q
- ifftFlag = 0;
9 e5 q/ ]8 r3 \5 g( I - e! R9 @0 d' K5 v& d: e5 N
- /* 初始化结构体S中的参数 */1 z- H+ |' e! ]9 S: A# `7 ~
- arm_rfft_fast_init_f64(&S, TEST_LENGTH_SAMPLES);/ f, W/ P W" q8 [/ W; m
& L- M$ v7 m9 K: y- for(i=0; i<1024; i++)
0 p8 E D; U" G6 A4 g5 i d) n- t - {
* y5 D8 q9 B1 v3 L - /* 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
- 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 - }
/ S5 F9 a R- r
( [3 W# U- @; J* A8 U" z2 H- /* 1024点实序列快速FFT */
% K) f/ {' {3 B2 K, M0 P3 w) j4 B* g% d - arm_rfft_fast_f64(&S, testInput_f64, testOutput_f64, ifftFlag);
' T( N" `8 [& g- {( ^" k j5 M - 1 N8 x3 ~* D- j* g
- /* 求解模值 */ $ B1 y* C& [7 @; P* c
- for (i =0; i < TEST_LENGTH_SAMPLES; i++)
- ]+ L( ], U! b/ d( I i - {
. w- ^' [5 A1 a5 v4 L: o% b' e - lX = testOutput_f64[2*i]; /* 实部*/
: T3 o' y0 |+ { d - lY = testOutput_f64[2*i+1]; /* 虚部 */
( V0 | B! w, T: H- ^ - testOutputMag_f64</span><span style="font-style: normal;"> = sqrt(lX*lX+ lY*lY); /* 求模 */% q5 {' [. V) b& C- S, }8 H9 s* T
- }
4 _2 e' ]4 J3 p! Q* S$ |; T* A" o - # c2 D4 m, w2 K8 C6 n, R% s) f
- , W4 s6 }1 d8 s# E9 l
- printf("=========================================\r\n");
* W, D/ L1 {; d8 j+ ~2 b
1 M- F9 G9 Q3 H% Y5 y. B- /* 求相频 */
' \! x3 i. c$ \% b1 [0 W5 i - PowerPhaseRadians_f64(testOutput_f64, Phase_f64, TEST_LENGTH_SAMPLES, 0.5);
& a; T9 V. y0 t - " T+ B& J) { c0 _& x6 J
% g7 T, ]9 O+ b$ \+ m- /* 串口打印幅值和相频 */
2 h/ ^# [$ e) } - for(i=0; i<TEST_LENGTH_SAMPLES; i++)
- S! S* [8 @2 w) q# [. ^7 |# E - {
1 I0 n6 O( g4 |: o0 R. u/ _) X* B - 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
- }
( F$ h, f0 N/ L! j+ \
% F/ n0 r( y1 T* o- }</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- Fs = 1024; % 采样率
! `: ~0 G' f4 _4 J# ^2 \& |5 K - N = 1024; % 采样点数
2 O4 ~- D3 _% c% \# q% i - n = 0:N-1; % 采样序列. S3 M3 y4 o3 W* t5 d7 v" x/ {
- t = 0:1/Fs:1-1/Fs; % 时间序列
/ K* [; K. l, m n* Z, g4 J - f = n * Fs / N; %真实的频率1 Y6 x: o2 E, J2 B7 G/ C% w/ t
- " T8 D9 V( ~4 m: U
- %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 - x = 1 + cos(2*pi*50*t + pi/3) ; # ~# e9 ]5 u6 q, V5 i I, o7 j7 F
- y = fft(x, N); %对原始信号做FFT变换
$ i6 |, p; \$ m - Mag = abs(y);4 p4 b: ^9 a% M K+ E9 e( e
- ( Z) O; h4 C; {
- subplot(2,2,1);
$ |) ^4 V4 R7 w* v+ T) M/ d - plot(f, Mag); ; A, h3 O+ o9 h0 ^: s
- title('Matlab计算幅频响应');$ Y4 z6 J6 X w) K
- xlabel('频率');
! B- Y7 D' u1 ` - ylabel('赋值');' [4 l, e6 e. I: }) \* R
- * }, u F9 e5 n* C" G2 N: B' h/ U
- subplot(2,2,2);3 P0 y2 V" M ^* u4 [- `/ R* B" I
- realvalue = real(y);. T0 V- S7 {: g7 O
- imagvalue = imag(y);' _4 H% R2 ]) Q" W ]# w
- plot(f, atan2(imagvalue, realvalue)*180/pi.*(Mag>=200));
5 `3 x# ?& @' Q+ X; i/ T3 Z - title('Matlab计算相频响应');% r0 l- h8 s4 S! y2 A& Z! i
- xlabel('频率');
5 F8 t `( b* S9 C - ylabel('相角');
2 S" G) n& b/ s/ r7 o+ m - % A% ~+ B# O' T2 o
- subplot(2,2,3);
8 o# Y: k" {0 ^% b- f - plot(f, sampledata1); %绘制STM32计算的幅频相应8 t6 t2 `9 t# @( u0 \0 R
- title('STM32计算幅频响应');# G' K5 h. Z! D1 E1 i8 `
- xlabel('频率');
$ \4 Y0 u8 Z7 r; Y - ylabel('赋值');
' K/ |+ C1 ?* L7 F/ Y
8 h0 p& A( f. t8 a$ M: c. J- subplot(2,2,4);/ _; w- [% J! g5 E5 r O' Q0 t! P
- plot(f, sampledata2); %绘制STM32计算的相频相应& e9 K8 i8 \) g0 x
- title('STM32计算相频响应');; |% L: @" g3 i7 J% g& h- V
- xlabel('频率');
* W, |' a0 X( w- L" J( a - 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 [+ 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
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
% 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
/ 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- /*
. f' Q# M3 j( m; q - *********************************************************************************************************
( e/ u7 t( M+ f% ^+ `. g - * 函 数 名: bsp_Init% @+ T" o! f1 U& v3 E. P! w g* h
- * 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 - * 形 参:无& b7 _) l0 K! T* K8 f& y' i
- * 返 回 值: 无 w& a _& c) E
- *********************************************************************************************************
- c7 C% X8 _5 i/ N - */: s" P" [2 X. ~. P$ G, ~
- void bsp_Init(void)
. h3 f. k/ {% z - {/ Q/ p0 c* G: U6 j, R9 [
- /* 配置MPU */2 G$ C h: M8 h" l" V" j' v7 x: T
- MPU_Config();4 U6 k- n1 ^ K
0 X' |: T: W* V; |; ~4 j) r- /* 使能L1 Cache */
% E+ [/ l. ~5 v& Q& P7 n) N* b - CPU_CACHE_Enable();, o0 m& x* a- s5 s4 t! z
- I6 j9 Q1 D+ Q P- /* ) F: `7 X# p* Z% R( v$ u& u
- 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 - - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。, B/ b# J# X4 ^$ w2 @
- - 设置NVIC优先级分组为4。
5 s/ d( l. [6 t# {: D - */; M9 g* i& \; i( e( s+ s1 _
- HAL_Init();7 z* _4 ~& J2 a }! R
- ! k# [: |- ~! \$ v8 l2 O4 E
- /* 0 H/ o) H: w# }5 p% K9 ^
- 配置系统时钟到400MHz
0 C$ z0 _ ?: ]5 r: g" b - - 切换使用HSE。
) w* d% L+ v( {5 ~ - - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
- K9 @7 s! C) ^ - */
^5 G1 u- o3 b+ j" u - SystemClock_Config();
5 _. m0 X: E- y5 Z7 {$ q
, g! N, N' Z, ^4 c! m- /* # l0 }& [( W6 C! ]% f
- Event Recorder:
3 l& o' o3 e: p# W) [& I - - 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
- - 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
- */
; o" J, g7 L8 L2 m - #if Enable_EventRecorder == 1
7 O1 ~ o3 h$ T6 P0 b2 ^" @$ i" Z/ e - /* 初始化EventRecorder并开启 */
@" V Z1 d7 S/ W7 g, w - EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);( A x/ F% w# I2 q0 N
- EventRecorderStart();
& y. h+ a+ H% D5 O, \ - #endif8 [* x0 Z7 F7 G* [7 M
+ U" y! l: Y4 ^1 ~2 T- S5 G! h- 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 - bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */4 q, F, U* h- a, h" a; ^+ R1 g
- bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */" s1 W7 o! C D+ U
- 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 - bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ ; Q# {2 K: e6 l8 p1 w4 d; [# H
- }
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
- /*
+ q" ^% m6 O- O% B z# N - *********************************************************************************************************( s$ W( r6 w( j# p
- * 函 数 名: MPU_Config$ H- B* y' y5 C+ m; u. `+ |% Y
- * 功能说明: 配置MPU
! Q! _; R8 B+ g2 P4 `2 V3 U' W - * 形 参: 无0 h7 K( }% q5 o @' k1 M
- * 返 回 值: 无
: L' V4 o! w+ U% q - *********************************************************************************************************
3 L) E) h) q! J) \& F9 K1 ? - */' i2 X5 g& V2 S+ g5 Y6 c' h. N$ V
- static void MPU_Config( void )7 Q4 m) k4 @8 h9 ]
- {' y0 ^. A k1 f
- MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
/ s0 P4 W( j/ n V2 s$ W - ) K& L4 {& m% l" t. h0 F
- /* 禁止 MPU */
2 n, ^# [0 _. ^ - HAL_MPU_Disable();
$ S" Z- l/ X* e: E$ U4 J - ) r1 l( c3 R& V6 E) g8 L
- /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */6 j- ~* o' s: q6 D
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
$ X. p5 G5 {1 {5 c6 e. {/ I - MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;& S5 A) v. o7 G9 l8 T7 c; L+ S5 D. L+ A9 o6 ~
- MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;4 H# a0 Z, t8 p
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;. k9 \: G. I; d8 N( ?& R/ k+ I$ k
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;# s% g/ h# ?1 U; @8 U) @( \2 a
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
; F( }) [- q8 ^+ I - MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;- k$ i6 I0 w; y/ S2 h
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;% ]2 _4 D8 O. Y# ~% e
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;' K- N @# D5 v( }
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
! a2 l: C' w( s2 W( Q) [* p - MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
9 Q1 r% W5 N6 R# D& M; G h% k8 ]5 k
& H; S' C0 F4 [+ }' {- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);) G/ t& z6 }: T0 o% K0 F
- # t9 M5 h' V/ B5 d6 y
- # i5 n" W. D, \$ U+ @7 X
- /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */8 H' y7 ~! ]4 n
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
5 l4 \6 t2 k, v( F# z/ O* d8 F - MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
" N+ P5 x( O4 G/ { - MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
& Z+ `3 f8 ]; _5 A3 v7 B1 X' P - MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;, n: a$ n# m2 a" m; R
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;4 U% x9 X6 P1 e5 J
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; ) Y* Q4 m7 N9 n. v( a4 ~
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
! N( j6 K; J1 ~1 W - MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;0 {" _7 ?1 }/ |2 l0 a
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
9 j0 _) m. J/ y! ] - MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;& B! X z- d4 f. y& W0 z# M
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
0 M9 q* G7 ]# K+ S) C - 5 F) [' \2 {4 j; _% g
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); S$ Y! j# S3 f" Y) x# f
! w; u6 Z, r! q. v- /*使能 MPU */
( ?8 G6 b7 q8 F9 x - HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
1 ^8 _5 B+ ?, |6 ]9 c - }
2 v5 c8 J( o9 S; y- x - 6 t; @0 R+ W& {) Y% ?: c
- /*
$ r8 q5 [# D1 @7 T8 N) U - *********************************************************************************************************$ E F5 v1 @" ~- a4 g5 e
- * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable, L0 a. X4 w# H- Q0 K
- * 功能说明: 使能L1 Cache; u' Z: t9 v/ b3 [2 }
- * 形 参: 无
+ T5 s5 ^; @1 E3 I) |& v - * 返 回 值: 无6 ]( J/ [( Y% {3 W( ^4 \
- *********************************************************************************************************
3 h& [/ a- |1 o/ H2 l5 m4 n$ n/ I5 S - */: I% @1 L2 P* ], K0 }
- static void CPU_CACHE_Enable(void)6 {: |4 F! A; s4 x8 g! O
- {
?+ p: b, ^% C" h4 _" W - /* 使能 I-Cache */( |. D4 W& T9 S! `- @1 x+ Z; }
- SCB_EnableICache();
7 K! W+ g9 `/ q0 b* z - $ [! K! K' n5 s* q9 M0 @$ \
- /* 使能 D-Cache */( G' ^% O! C- z4 e9 J
- SCB_EnableDCache();
4 ?3 p7 F* P& ^+ R w9 j" N2 | - }
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- /*" t# _# t! C5 T) c- g
- *********************************************************************************************************; B, R% o! T' | m: Z9 @: `
- * 函 数 名: main
* D' D$ r3 Q: j4 @/ Z5 m" j - * 功能说明: c程序入口
" b7 _( K* X. d: I - * 形 参: 无
% z' l" j- C. [2 F - * 返 回 值: 错误代码(无需处理)8 f. r% q& L- \. w$ Y/ [
- *********************************************************************************************************0 q2 P1 K n, L( F; N9 v2 P
- */
9 Z% g! p$ M6 y# A' } - int main(void)
( @* K- a% D* L: [ - {; C/ s$ l4 T8 f% F! b
- uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */9 E* n$ _7 x9 {/ p- H* s
8 W, {4 l2 T6 q! S
% @$ o6 H, t1 ]! T: u3 M3 P& E- bsp_Init(); /* 硬件初始化 */" J$ x9 _$ w; O
- PrintfLogo(); /* 打印例程信息到串口1 */3 [' Z8 g9 f( N; |/ u0 R
8 u4 y( u; B- [2 W+ U. r$ r8 u- PrintfHelp(); /* 打印操作提示信息 */3 P- C; X& T8 g0 A p1 i8 E
* x3 o( t7 C; |, E4 d! C
. ]& U* h! N) M9 B8 T- 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
; [7 e2 p# e: v/ h! V- /* 进入主程序循环体 */1 D6 [ F" j% W% O5 I
- while (1)% I8 `. L$ z% W( Y: X, P z# k6 R
- {2 Y+ j6 b) X H5 S% L! r+ [+ s
- 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
# `5 ^% J0 }; U& _4 g- 0 f2 V2 Q* ~; a9 X% m/ T" \; F3 B) n
- if (bsp_CheckTimer(0)) /* 判断定时器超时时间 */4 P3 Q. r2 j* E6 P8 R
- {
* @5 A1 }) O3 s& G/ P - /* 每隔100ms 进来一次 */' P# ` F% m( P$ v$ [0 D3 s' m l
- bsp_LedToggle(4); /* 翻转LED2的状态 */
: `& Q/ R X8 e1 F; |1 E& l4 v - }
- u7 Q+ \9 @0 \# y; S - # }" E) |* L- t# F& ^+ o6 L' v2 w
- ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
* @7 @' v9 \6 d" \+ w$ @$ d - if (ucKeyCode != KEY_NONE)
' d+ ?5 L6 l* k8 T4 | - {& M; h" v) G$ o3 U
- switch (ucKeyCode). D, p; s% K$ p; n7 E* k
- {
$ S0 C/ P9 J n+ f - case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下 */
- p- F& |; \; y; F0 g6 `' H+ m - arm_rfft_f32_app();* N9 P+ `" z- p% X) c2 q
- break;; f" G9 S! ]% X" h3 ?# d
# V/ C* p; ~; ]) S5 j- case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下 */* h% w$ d$ X! O p. x7 P/ S4 i7 U6 O
- arm_rfft_f64_app();" H7 c; z8 z" s; A, ]5 V
- break;
7 A' g3 w) D& c! b: h; P* Q, ]/ x - N' Q6 q. V' x7 V. l- h
3 a# ?+ A# s7 s2 j- default:
' |* L# j7 N; j7 H3 W3 Y8 ^$ J - /* 其它的键值不处理 */# u' P: N9 W: X: R7 S
- break;
r1 d* p! \3 A% w5 ?' o( b5 m - }6 }2 e7 ]" a8 R5 r) u) D4 C, `
- }
1 s4 c+ n& M H9 L
; _3 m" q/ l/ n- }
( X' H4 [: g: x$ h# [ - }
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
- {% 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
( 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 `
' 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- /*
' r/ s: Z S9 p, x6 s - *********************************************************************************************************
: F/ c# [2 Z/ H2 J - * 函 数 名: bsp_Init
0 m# i( P3 `" {1 d: i5 `. u8 R - * 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 - * 形 参:无 j8 h3 L# G9 N, J$ n
- * 返 回 值: 无2 j4 P7 }# v0 O
- *********************************************************************************************************& Z% u: R5 i" c3 D' D" V5 I/ c& R
- */
, t, t$ h! o: f4 {; ]2 ~8 ] - void bsp_Init(void)
* k9 w1 k8 W9 w+ c - {
, r, p& M, g3 O - /* 配置MPU */, s0 _0 i1 U# C% m
- MPU_Config();
. j/ {6 I+ c! D/ b
7 y4 @& Z4 Y1 K. \' R2 Y- /* 使能L1 Cache */0 P. [4 Y0 X2 Y- W7 ~2 C/ i6 L
- CPU_CACHE_Enable();: w1 m. t8 {" P
- & |2 @9 S. h+ O0 O7 B& N" p0 Q
- /*
4 [' E3 c: H# I - 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 - - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。& c4 h( H5 O2 e7 `/ q
- - 设置NVIC优先级分组为4。
, i7 C2 ?+ v6 O3 I - */
$ {7 `$ a$ Y; z - HAL_Init();
3 L" z9 V2 B* W8 F6 G2 u, ~
: f/ u/ |3 t- }3 L$ X- /*
/ U4 i3 b" q6 ?* S - 配置系统时钟到400MHz, k. t- g6 M' v! m
- - 切换使用HSE。* k; Y7 ?- M% M/ |) r/ r( s
- - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。. h2 |- P) T' I
- */2 _0 ^+ h5 D' O! N
- SystemClock_Config();
! c) C( c) N5 M4 U- a. i% y& A$ ~3 t
2 _* L$ [ v+ q. t3 ]- m. }5 K- /*
, [7 m+ t" { V, A# v6 s+ }$ u% m - Event Recorder:# G+ F4 I& w4 ~, [3 ^$ M
- - 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 - - 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* \ - */
3 t! g$ Q; A- }0 | - #if Enable_EventRecorder == 1 {# E; r4 \7 [1 l3 [
- /* 初始化EventRecorder并开启 */: `. V) A1 F. K* [
- EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);. a; x- U* a4 Y0 Y- D& d
- EventRecorderStart();
1 X( g& t1 T: ]3 X5 e - #endif2 O$ { f; f2 Y& b* K; h4 Q4 t
- ' S/ Z: f0 d0 a" _* {
- 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
- bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
' R# ?/ V/ U* I, d: u - bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */+ O) e' e) _9 J; X- Z( k8 P' b
- 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, \
- bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
* S" N, o4 t8 @" u - }
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
- /*) R3 q" ~7 }5 v6 N) R6 {
- *********************************************************************************************************
+ @" g9 @* U( G# |; [4 e0 ]' n) C* o- A - * 函 数 名: MPU_Config% w" [. I; i$ ~( c I# j" a# |( Q
- * 功能说明: 配置MPU
5 J. Z2 s6 i! X% ], J - * 形 参: 无' D# b9 r& E3 f1 T8 w
- * 返 回 值: 无4 @) _5 i- j, h! G( S
- *********************************************************************************************************
2 [: B) f0 c' B* o - */- f E$ L4 ~. a/ y- F; }1 h
- static void MPU_Config( void ); \3 {/ O9 Z+ C
- {. O1 g9 C' u; O) N K% y& J
- MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;4 B, v5 o! f O6 R; a/ n
- & z. O/ J) b$ G6 r3 D' o+ j0 D
- /* 禁止 MPU */ j9 i: \2 ~7 h
- HAL_MPU_Disable();
. O1 ?0 k5 ]( o9 v' n# Y
% t- S; C9 I. v1 i p' l- /* 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
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
. Q- e' I! v R+ Z1 l# J. i- \ - MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;7 Z, }" o& B8 d, O8 S
- MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;6 n0 t! G7 t' W1 U
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
, _; {& t& m* r# q* E! d - MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
0 i2 o' o" q" G" u1 Q1 [ - MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
9 s h) ~* p' }" K8 ]+ f: |# S5 R - MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;" v5 t7 r5 ~5 x/ \5 J+ [& c) `
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;2 }8 V4 B9 a$ Z; P; \/ V. s+ U4 L
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
* c2 n; M6 ^' E, K - MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
9 v$ C! L/ [: v - MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;* z7 s. K3 v8 L4 G# o
% X* E9 F d/ }. W1 ~3 n1 V4 }+ B- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
$ K' L3 O K4 A
3 _3 X9 Z; d; t; q% p8 ?& ]- / ~2 o3 s2 b" p6 P. w
- /* 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 - MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
- R* k7 k* ]3 V/ M0 }4 _* | C. J - MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;4 f; K4 e6 @. }7 o7 E
- MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
3 Z$ s: K, r7 I7 K - MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;9 x5 C7 ^5 s9 A/ a
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
4 a( t! e% E% s! q- V - MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
7 P' q: H1 N% b3 Y( U - MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;( c" B- C1 ]& ^3 E, F. o
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;2 D/ G5 ?* h/ b8 K8 j9 o
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;
( j E2 x- i. F! Y( {& ? - MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;: `5 F# j$ K4 h5 k% R* J
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
# N4 }, z( R0 q - ' {+ E3 N# {1 N+ W5 d2 k
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
$ |; T4 |1 q" w- a
; p( k3 @: U$ \4 B4 B1 f- /*使能 MPU */
5 M, j& M: E6 `* s* e! N- z0 Y - HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
{4 ~4 }: e' q! K; v - }( [, D- }( \3 p
- 5 K; F' g: k1 |0 k3 f
- /*) l# Z( y# n Y
- *********************************************************************************************************: m% y/ Q2 \2 G3 K4 P
- * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable, d6 r; t, \9 G
- * 功能说明: 使能L1 Cache+ C' g* K( p( s" q3 b) N; o3 K$ I+ L
- * 形 参: 无
! L# s8 K' i" U - * 返 回 值: 无
! X- i6 ]9 `5 n; t) r4 x - *********************************************************************************************************
e( [9 A L. n4 r P - */" H. T P4 ~- e7 M
- static void CPU_CACHE_Enable(void)
: \, w2 G* L% B3 v. `6 K - {7 Y& N" x4 s2 s$ h/ S9 `
- /* 使能 I-Cache */* R9 X) R+ O2 Q6 K
- SCB_EnableICache();
8 n! k" Q* k" O- N" V! Z" Z - 3 b) d% Y$ X a) ?& O
- /* 使能 D-Cache */
. U8 C: p% s) p9 a/ K/ F' x" h8 _ - SCB_EnableDCache();
( b6 ^9 ~9 y6 h( K$ o$ y' V - }
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
- /*
& N" W' L- R5 X- E8 P- F - *********************************************************************************************************0 a; n. w' q! N3 @& Q7 Y
- * 函 数 名: main
: f6 N- c4 w D/ A; K - * 功能说明: c程序入口) D0 K& _% Z* l7 T) g* h
- * 形 参: 无
- a6 B+ l% z4 C" U! n/ Y' Q& O - * 返 回 值: 错误代码(无需处理)
. @& T! V9 \+ @" ?' D+ w" G - *********************************************************************************************************
4 v A: s. j- |( p - */" d" ~2 | ?' ^ p7 B. W
- int main(void)
, i' T& o8 U% o7 @ _- R g( s: \ - {
9 H8 e( F( q* Q$ N X - uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */
2 l9 @$ H) l) @8 f! |2 S' V - q' q0 b/ T3 s# M9 \, O% G
- . a/ O9 I% _. n, {7 O3 ^! w% N
- bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
e/ F6 T4 a7 M/ @4 A9 ? - PrintfLogo(); /* 打印例程信息到串口1 */+ q1 a2 F0 C5 |- A, z, q. k! m
- 8 @/ s5 s* A7 T' t$ e# y
- PrintfHelp(); /* 打印操作提示信息 */, P/ @/ F$ \; F L7 e% K3 B
- % w8 w+ |# |2 J
$ B; t: V8 }; _$ r$ s: Q- 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
) N6 c( x9 ]" ~; J- i7 [ S- /* 进入主程序循环体 */
$ O0 k# U7 @" e; K7 i - while (1)
" o& R4 s# Q& [5 b- D' N - {+ q1 N) H% z0 @1 }- C8 K
- 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
! a6 A( o: K: W! A- 8 @; I7 m. Q# v6 D! t
- if (bsp_CheckTimer(0)) /* 判断定时器超时时间 */, l- m0 a+ Z8 Q3 c
- {
- I' }5 b6 v- M' Z+ X5 N - /* 每隔100ms 进来一次 */
5 C/ }9 Q" t2 {1 _ b9 n% } - bsp_LedToggle(4); /* 翻转LED2的状态 */ - k& g m1 h$ f* h& x
- }3 B$ F! r- b2 U8 k. L
- $ _ Y3 e, R. q- g) J5 K
- 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 - if (ucKeyCode != KEY_NONE)
* ^9 D+ H3 U$ P8 L% V. M7 e - {: ?( r6 h$ q7 G4 j0 p
- switch (ucKeyCode)8 |; n" n" U: m. D0 N
- {0 Q6 r8 H* Z8 m7 W9 f
- case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下 */
* W0 W( l; |) q6 s! ^, t - arm_rfft_f32_app();1 P+ X8 N# A+ ^/ d
- break;$ Q9 p1 j7 h6 U q/ @0 H* c
3 X$ x% \( e4 i' b8 T& z- case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下 */
8 Z5 Z! W3 ?5 h+ H; Y - arm_rfft_f64_app();3 H! C( A8 y8 B* i( |
- break;* E* t% L, ^3 e. I
9 F( s0 [: ^9 W" f$ f+ ?- + Z& L" b5 X7 X5 {1 i" ^/ e% D
- default:- m0 k" J' u, ~9 C$ d
- /* 其它的键值不处理 */; i5 J, J! B7 o9 S- O! Q l
- break;5 `" O2 |1 Y5 Q) R9 t8 h
- }
# m& B, ?9 V# b/ d" U3 ^ - }3 W2 O, A7 w* `' S0 w
- , B& H8 x, H" `) r0 E1 ?3 f! J
- }
7 h/ ]& s5 P- R' e5 g7 H& q - }
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- 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 \% |
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