【经验分享】STM32H7的样条插补实现，波形拟合丝滑顺畅

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STMCU小助手发布时间：2022-1-1 21:00

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文章简介:	DSP库支持了样条插补，双线性插补和线性插补，我们这里主要介绍样条插补的实现。

50.1 初学者重要提示
DSP库支持了样条插补，双线性插补和线性插补，我们这里主要介绍样条插补的实现。

50.2 样条插补介绍
在数学学科数值分析中，样条是一种特殊的函数，由多项式分段定义。样条的英语单词spline来源于可变形的样条工具，那是一种在造船和工程制图时用来画出光滑形状的工具。在中国大陆，早期曾经被称做“齿函数”。后来因为工程学术语中“放样”一词而得名。在插值问题中，样条插值通常比多项式插值好用。用低阶的样条插值能产生和高阶的多项式插值类似的效果，并且可以避免被称为龙格现象的数值不稳定的出现。并且低阶的样条插值还具有“保凸”的重要性质。在计算机科学的计算机辅助设计和计算机图形学中，样条通常是指分段定义的多项式参数曲线。由于样条构造简单，使用方便，拟合准确，并能近似曲线拟合和交互式曲线设计中复杂的形状，样条是这些领域中曲线的常用表示方法

50.3 样条插补实现
样条插补主要通过下面两个函数实现。

50.3.1 函数arm_spline_init_f32
函数原型：

void arm_spline_init_f32(* v; i) r4 K7 S; ~" c" A$ \
arm_spline_instance_f32 * S,
! L8 z: }' n& N3 V2 Y) a
arm_spline_type type,
- s3 j: W4 O- s/ ]) q$ O, | P0 |
const float32_t * x,$ Y$ S( [, m" V) [7 `4 A4 I# {
const float32_t * y,* N2 G5 \0 ]# b9 u' Y; J
uint32_t n,
0 N7 Q9 E! a! t4 x! u: x2 c: ~
float32_t * coeffs,
' H6 s: ]8 H$ p
float32_t * tempBuffer)

复制代码

函数描述：

此函数用于样条函数初始化。

函数参数：

  第1个参数是arm_spline_instance_f32类型结构体变量。
  第2个参数是样条类型选择：
  ARM_SPLINE_NATURAL 表自然样条。
  ARM_SPLINE_PARABOLIC_RUNOUT 表示抛物线样条。
  第3个参数是原始数据x轴坐标值。
  第4个参数是原始数据y轴坐标值。
  第5个参数是原始数据个数。
  第6个参数是插补因数缓存。
  第7个参数是临时缓冲。
注意事项：

  x轴坐标数据必须是递增方式。
  第6个参数插补因数缓存大小问题，如果原始数据个数是n，那么插补因数个数必须要大于等于3*（n-1）。
  第7个参数临时缓冲大小问题，如果原始数据个数是n，那么临时缓冲大小必须大于等于2*n - 1

50.3.2 函数arm_spline_f32
函数原型：

void arm_spline_f32(8 x' m7 s" {8 u' b% n! d
arm_spline_instance_f32 * S,
# X9 n- p: J4 x4 Z# c1 ~8 [
const float32_t * xq,
9 y7 ~: t( r* g% ~3 a L
float32_t * pDst,0 w. P6 [6 Z" }: @
uint32_t blockSize)

复制代码

函数描述：

此函数用于样条插补实现。

函数参数：

  第1个参数是arm_spline_instance_f32类型结构体变量。
  第2个参数是插补后的x轴坐标值，需要用户指定，注意坐标值一定是递增的。
  第3个参数是经过插补计算后输出的y轴数值
  第4个参数是数据输出个数
50.3.3 使用样条插补函数的关键点
样条插补的主要作用是使得波形更加平滑。比如一帧是128点，步大小是8个像素，我们可以通过插补实现步长为1， 1024点的波形，本质是你的总步长大小不能变，我们这里都是1024，这个不能变，在这个基础上做插补，效果就出来了。

这个认识非常重要，否则无法正常使用插补算法。

50.3.4 自然样条插补测试
样条测试代码的实现如下：

#define INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES 128 /* 输入数据个数 */
1 _1 y+ \0 J" w% t6 V7 Z/ L
#define OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES 1024 /* 输出数据个数 */0 j4 H* k, \7 f; d: g
1 r9 Q0 e9 ]7 i1 U# e+ p6 J$ Y
#define SpineTab OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES/INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES /* 插补末尾的8个坐标值不使用 */8 j) }8 `7 @" g3 M$ \
) q- a. W% s$ O( L
' f G) C2 h' c7 X6 ~
float32_t xn[INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 输入数据x轴坐标 */5 n" z1 E/ V+ u
float32_t yn[INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 输入数据y轴坐标 */
2 E; N' H- }" _9 Q
! b- V+ b4 G# |2 l- m8 ?
float32_t coeffs[3*(INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES - 1)]; /* 插补系数缓冲 */
0 t6 Z. N+ M/ J4 w
float32_t tempBuffer[2 * INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES - 1]; /* 插补临时缓冲 */ 3 Y. Y" w1 P' ?/ [( {
' H z' Y; d; G9 l: l6 j8 ^
float32_t xnpos[OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 插补计算后X轴坐标值 */
" \: h, B7 B& a e
float32_t ynpos[OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 插补计算后Y轴数值 */
* j& d$ f) q: q; T; ^4 k2 f
! I; i) d3 O/ B
/*
' X$ l, r G4 O; l
*********************************************************************************************************9 j( e( d6 j& Z* N5 M8 t: r4 s
* 函数名: main
% u" j6 y" \2 [
* 功能说明: c程序入口
W, `5 z/ v# _( r. m, C' N3 a% p8 I
* 形参: 无
0 p( G$ r9 w Q# G( z% E5 Z$ J8 v
* 返回值: 错误代码(无需处理)! z# X/ a- }+ F8 z
*********************************************************************************************************5 S7 E; W4 v% L8 R+ K/ P
*/
3 @7 p* x) f8 T# Y* c
int main(void)
6 `8 v% g3 h2 l' F+ \1 `
{* K, v2 u0 V9 H* S! F a' j+ [
uint32_t i;7 @% d* a1 j$ |5 x0 R9 F+ _
uint32_t idx2;
- ]& }, C2 b4 z* u
uint8_t ucKeyCode; 3 v7 ~+ i2 S! X
arm_spline_instance_f32 S;5 s0 ]; o9 J3 G! m' [& j% p1 w
| h5 _2 F3 Y" ~, Q5 K& a
6 T9 L( l; p' P& O' b6 f2 y
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
: F& d( j' p# I+ K1 |
PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
- d+ \, g" r# E, p; Q' x# y
PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */, J! f* G! T& H8 t7 S3 }
Z+ x0 K i0 L/ v3 Q! p
bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
; B8 l2 U9 Q* S' L% T8 G
/ K5 u; u9 Q0 w8 {# a
1 s. u& H/ t1 t# c: o) m
/* 原始x轴数值和y轴数值 */! Q5 {0 v4 y" W+ _3 g/ P" |
for(i=0; i<INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES; i++)) I5 i7 }/ j5 h
{
. K* x- W! f0 X( _0 m ?, }
xn = i*SpineTab;
4 i( F# ^$ t8 J
yn = 1 + cos(2*3.1415926*50*i/256 + 3.1415926/3);+ N* Y2 }. E; f1 b$ t1 y2 Q
}4 S; Z& T& t; {. K
0 U" R5 w. _3 A$ A; P7 S
/* 插补后X轴坐标值，这个是需要用户设置的 */' O$ U! E6 S# K# Q
for(i=0; i<OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES; i++)# ]/ Q% U/ P! y# {) U% Z
{. F& F9 d9 P/ ]$ f u1 ]
xnpos = i;1 K6 C8 E7 K$ |7 P7 z1 T
}
- I- i) u* x$ I. Z3 [4 v# u* N
0 n2 s4 l; |* \
while (1), h/ B8 f" F" A: Z* k: O
{
; g' P% k, g4 S: N6 b- p+ Z. D1 N
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 */3 n& c6 s: [5 D" ]% o
( g1 G# M& g9 i3 a# Y5 a) y U9 K! \# I
/* 判断定时器超时时间 */
* `# [. M6 `. U! \
if (bsp_CheckTimer(0)) - M W% `2 @8 y0 A
{# x& w/ Q8 X& f8 X! w. l2 F
/* 每隔100ms 进来一次 */ 3 r6 J, a) p p4 K+ O5 I% a' t
bsp_LedToggle(2);9 F3 ^9 p2 G, m
}& K0 ?6 k' W! R
( O: q' e( ?* K. Q9 @% f
ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */" ^' e5 ^% `& ?
if (ucKeyCode != KEY_NONE)& e( y6 c" ^' k: K' r* |% t! Y" t
{
0 f' q" ?2 P- o3 n/ Z. U
switch (ucKeyCode)" Z: u F, \* l! a) w
{
! ~6 x6 ]$ b6 H; q4 v* {
case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下，自然样条插补 */
5 U; n! m( {* \3 l
/* 样条初始化 */
+ t% c( {' o# n6 v! d3 m, v0 R
arm_spline_init_f32(&S,
! A- p+ S, z4 F9 h- ]
ARM_SPLINE_NATURAL ,# b W+ Y& U/ A
xn,4 R- O4 P M ?" y# Z
yn,
) S; m+ B3 A( H, J/ ?3 m/ ^
INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES,* e( k* q. E# p( S! n0 N2 E
coeffs,
( Z0 x! c6 D5 z" x, k; {
tempBuffer);9 h! M$ z" S# }) h% w. j" j0 E
/* 样条计算 */
$ h; Z! p% [- B3 G$ J6 u
arm_spline_f32 (&S,& r3 f7 {* a) `; t5 H
xnpos,* m3 C; g8 b" n( a$ j! ?
ynpos,
5 M) Q0 X7 A0 d; y3 U8 L
OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES);! k! l, s/ z) j; C& L' }/ q/ T ^# j
8 F) }3 R, c) ^/ `% S( N* R/ {
: ?. I9 s) l& E1 x( y
/* 打印输出输出 */
3 ^ I! J u2 T8 ~8 v1 R5 s8 G- j
idx2 = 0;8 [' t6 b! M' E
for (i = 0; i < OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES-SpineTab; i++)3 d) e& n9 @ x) Z2 b0 y8 p
{
: C$ }0 L. A. f; F% U
if ((i % SpineTab) == 0)
1 P0 f! p4 M. U
{
$ l0 V# C% H. o
printf("%f,%f\r\n", ynpos, yn[idx2++]);4 d4 u' q$ k# x6 P8 D3 x
}1 N" v: a" a8 r1 T+ h5 `* v
else
$ \6 t) t4 q U- ?/ W
{
n( J$ d0 J- ]6 U
printf("%f,\r\n", ynpos);
M4 w; I! f8 E0 u# F; B7 R; [
}
5 T( J2 _3 {# }, \& Z
}
; G$ W' t: d* M, {2 U+ h0 Y6 U
break;; l2 c& f. D6 I- V- n- Y* W- c* x) ~- f
* W9 s0 c/ w$ X
default:
/ r( P6 f5 d4 X: [
/* 其它的键值不处理 */4 C7 ?- m1 S F% x
break;) I5 r/ K" `4 p6 w
}$ ?& a* w% O/ T& ]$ k9 m4 K& t
}
$ n/ J1 G' _9 Z0 Q& U/ Z$ p
}) \: B \, b1 Z. Y6 z! s
}

复制代码

代码里面的几个关键地方：

  原始坐标数组xn和yn是128组，而我们通过插补生成的是1024组xnpos和ynpos，其中1024组的xnpos需要用户设置初值，这点不能忽略。
  函数arm_spline_init_f32用于样条函数初始化，这里特别注意，此函数主要是对原始数据的操作。自然样条插补用的ARM_SPLINE_NATURAL。
  函数arm_spline_f32用于样条函数计算。
实际输出效果如下：

50.3.5 抛物线样条插补测试
样条测试代码的实现如下：

#define INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES 128 /* 输入数据个数 */- S. o. ?) ^7 ^9 m y0 Z' G! K
#define OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES 1024 /* 输出数据个数 */' ]. p O# q+ V! l& _! Q9 u4 V; w
* n% b4 ?% F5 o+ g5 o. L; F \
#define SpineTab OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES/INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES /* 插补末尾的8个坐标值不使用 */
' j/ y: t8 W7 L6 o% r. e7 ?- q
0 y* W# M# Z6 _5 ?( c$ X: V J x* X
3 z# ]! H% b+ T& }) v# ]8 w. S2 @ O
float32_t xn[INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 输入数据x轴坐标 */
7 k0 c& w0 y% [8 L) A
float32_t yn[INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 输入数据y轴坐标 */) {7 [, k D E/ O
: [6 P! w- P k% @$ S* G' Q! ?" I
float32_t coeffs[3*(INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES - 1)]; /* 插补系数缓冲 */
7 o3 D; j: z! w$ ^
float32_t tempBuffer[2 * INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES - 1]; /* 插补临时缓冲 */ 7 ~- E# T% j* e! i+ c4 X/ @
1 C( b0 A8 O& g9 A. D7 W
float32_t xnpos[OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 插补计算后X轴坐标值 */
# `4 s n6 m5 u9 {& { E
float32_t ynpos[OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES]; /* 插补计算后Y轴数值 */
- V" o0 U5 O8 L5 I. H" \8 j
8 v3 _3 a8 b$ f( u+ v; B
/*
( e/ D6 R, l ]: c
*********************************************************************************************************2 n' [/ X" Z* {1 g" G
* 函数名: main9 ^1 L4 s3 Q- q0 S5 c
* 功能说明: c程序入口
9 |0 m W" W" q' b: e1 \
* 形参: 无" A6 k4 B( d3 D! k" h4 l
* 返回值: 错误代码(无需处理); O' n' G4 t9 Y" I+ K
*********************************************************************************************************, ^6 y$ |+ I, g- d
*/ I8 h4 t$ V/ P# s
int main(void)! s r2 U F1 a
{
1 [% \+ f6 m# }; o. F* S" A
uint32_t i;+ v, {7 `" ?& k* O: U5 i1 r
uint32_t idx2;7 ?, P" `5 H- ~0 a4 x3 t) ^
uint8_t ucKeyCode;
" t6 ?9 b+ J& T$ M! j9 H! D3 v
arm_spline_instance_f32 S;3 Z2 J+ S" P1 F% z8 h- P+ q
9 n2 ?" H: }0 ~5 a- W6 e
/ A1 e# x0 `* I" @" {. `
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
7 ]) x; E+ C9 n+ e
PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */4 S/ ]5 o7 C4 u( K* V% @4 B
PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */
$ @ y% w9 R5 y" S+ ~, _
) d" @- ?# f8 M* O6 B: k
bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */# H1 g2 s0 m8 \% A& M. e0 \. o
3 G/ r6 M% W* y3 I$ @2 G
' t, ^# W5 O. ]6 T: | B1 {) b+ l
/* 原始x轴数值和y轴数值 */; v% c) M& ~' P+ f
for(i=0; i<INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES; i++)
1 V/ T/ `$ k0 \# {
{
1 s! {! F, N8 u; N8 j
xn = i*SpineTab;
1 f7 |% s& x3 H5 p) M' h
yn = 1 + cos(2*3.1415926*50*i/256 + 3.1415926/3);
7 t( Y) b. b+ A* V
}- f3 l. o& u4 E+ t, h# A8 n
6 E/ |2 P; ?! c8 `5 y
/* 插补后X轴坐标值，这个是需要用户设置的 */" u1 W4 T$ B9 W2 M7 l
for(i=0; i<OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES; i++)
" u0 o' ^$ s$ S# v; ^2 p
{
$ t' C- A6 `; F" z: K) o
xnpos = i;
: [0 f) e6 r: q, [$ ~" [2 C6 B o3 N
}
4 s( ?: O6 Q3 X- j4 d" |/ ~7 s
6 i, V+ T8 ^) O7 D5 j& Y4 T
while (1)
# z% E& _! o; C8 y+ b
{, ^( ?3 l7 s* `8 J/ K$ m
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 */
1 x- X' t7 ~1 n8 M: H) i0 P+ B
$ c' [1 H; K5 a. P1 B! @, J
/* 判断定时器超时时间 */0 w, s& F# V- H1 I
if (bsp_CheckTimer(0))
! U- U. h3 q. R- `
{0 S; q' x3 F" K4 L5 ~
/* 每隔100ms 进来一次 */
+ _6 p. i6 I9 z2 s( d: c" |
bsp_LedToggle(2);
! G( u! |6 {2 N4 Z3 A
}
t9 W+ l' y) Z! M
* v9 ~7 x4 r# A# |4 O8 P& |
ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
) u" F7 `4 ]6 Q U% G" f. a2 @# u
if (ucKeyCode != KEY_NONE)
, [% F1 G1 F) I! }
{
$ a% m3 z0 i1 Z' \" e' E
switch (ucKeyCode)3 q4 j0 ]3 U, @9 z3 ^, K0 x) b, K
{- h3 {0 g9 k& ~# M+ y9 X {8 f$ T
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下，抛物线样条插补 */
# y0 C& @' L' P( s
/* 样条初始化 */
8 I0 o" C9 f9 h/ M9 ~( Y* \/ f
arm_spline_init_f32(&S,
9 c' S6 [/ w Q6 W1 V+ W. P
ARM_SPLINE_PARABOLIC_RUNOUT , " ~/ k4 p R4 w
xn,! ~, s0 ^0 K( A
yn,6 O" S* `$ P, u+ y, n$ O4 l3 S6 s
INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES,. d0 l; l5 S9 n Z. s& D
coeffs,
/ b3 n8 `3 C2 m7 C8 ?
tempBuffer);
) T9 f$ m" I; {0 F
/* 样条计算 */
8 h' B( h* Y) e: `
arm_spline_f32 (&S,
. P6 v& W j9 I% `5 q' O7 r+ a* ]
xnpos,& G$ J" N& z! K& {, ~! K8 n$ `" W
ynpos, s: d9 o0 r# c: v2 I
OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES);
n Y! I& w: s5 q: l, s/ c3 Q
- k# b& H% R A" M
0 S- w) t- I1 @3 Q' `
/* 打印输出输出 */
' b# ?0 h- O5 t H6 W! Y `; u1 ^
idx2 = 0;
6 r; r1 A- C B9 a# O# }& K
for (i = 0; i < OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES-SpineTab; i++)
& I4 Y& M* c% F
{
6 J4 {9 @3 ^/ |8 J) k: K
if ((i % SpineTab) == 0)
6 M9 V, w/ F' U; _' ]4 {' `4 Q
{
/ `: |* Z1 C9 c% W0 N: x# H
printf("%f,%f\r\n", ynpos, yn[idx2++]);
/ I3 L# _' |- X* ^% w
}+ ~. l; G; i$ B3 J: k6 f
else
1 Z% I* R' S) l! M2 I1 \
{0 y) q6 e# y, I* _% x
printf("%f,\r\n", ynpos);
5 r1 Q4 | E% w% R9 G
}) n) k" t6 g" @8 w+ P
}' ^7 H# U7 a' E5 H6 V) k* y
break;, R$ l l* S [( R- N: {
3 c$ t% z/ n+ U7 G) O w3 {( Q Y9 E
default:
1 ^7 w- E0 P- n7 j
/* 其它的键值不处理 */
) e( H0 I8 ~8 X, O
break;
u, N5 {# z% r4 b' V
}6 }6 |* h3 D: b7 _
}
/ J% v7 m& H2 ]0 v
}
& ?% B- z8 q- p1 G# k# b$ V t
}

复制代码

代码里面的几个关键地方：# K$ ]7 V+ {$ }/ Z$ e  u

& J1 f( M1 _# b1 w/ Z# y8 I6 d. ^! d7 w  原始坐标数组xn和yn是128组，而我们通过插补生成的是1024组xnpos和ynpos，其中1024组的xnpos需要用户设置初值，这点不能忽略。
7 v7 }& T0 U8 N% O  函数arm_spline_init_f32用于样条函数初始化，这里特别注意，此函数主要是对原始数据的操作。抛物线样条插补用的ARM_SPLINE_PARABOLIC_RUNOUT。
* Z3 N3 P  }# W& k6 T  函数arm_spline_f32用于样条函数计算。

实际输出效果如下：

: h) F1 N& J1 |1 O
50.4 实验例程说明（MDK）
配套例子：

V7-235_样条插补，波形拟合丝滑顺畅

实验目的：

学习样条插补的实现。

实验内容：

启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
K1键按下，自然样条插补测试。
K2键按下，抛物线样插补测试。

使用AC6注意事项

特别注意附件章节C的问题

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1。

RTT方式打印信息：

程序设计：

系统栈大小分配：

RAM空间用的DTCM：

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
; J! z- i& Y# C6 q
*********************************************************************************************************
- ?% ^8 Z( ?8 a4 I/ P
* 函数名: bsp_Init
: h/ I1 X! c5 W
* 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
% y0 l& z" |2 T0 [9 q
* 形参：无$ q3 A) z/ h; p1 F, K. E% C ^9 N
* 返回值: 无
& X% }; p5 ]% x
*********************************************************************************************************5 h; X% P8 b4 \. t/ Z, l
*/
8 d, l& E, u& r
void bsp_Init(void)
5 D, q7 V K- O" o: h3 [3 r
{9 a5 t6 \' Y* j* v+ S) ]
/* 配置MPU */& E0 H& Y# o5 \; N. a
MPU_Config();
5 ?) \* }6 l0 b! @! F
# f. W1 Z. e+ M# C* \
/* 使能L1 Cache */
2 M1 q B/ J* j1 D. a8 m/ w5 ~
CPU_CACHE_Enable();& c3 B" g4 y" F/ }7 L( s
( [5 F" e0 r* ]& V5 ^, {
/*
, h& o+ i& @0 [, l# w {; z/ g
STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
3 s) ]4 L3 h) R% w6 ]% B2 D- ~
- 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。* w% A* U9 d0 b9 L
- 设置NVIC优先级分组为4。" Z, X$ X$ X+ O9 L+ \; k2 n
*/6 F5 f1 v" H: d9 K
HAL_Init();
: h: G% B- L8 B" u
: @: q+ g+ l: Z! t
/*
' P8 O& L8 c" o( L; m
配置系统时钟到400MHz
2 H. r+ d8 ^" ?# L* ?) y/ R
- 切换使用HSE。. d% k. F! s' I# Y1 O, b+ i+ D. r
- 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
% O3 w P5 o, [9 P
*/
- I" H7 z8 y6 L) g3 z9 r( D! T
SystemClock_Config();' Q" g0 ]8 D \. ~
0 C9 g. B9 B D- l! x
/* - s4 r% `- }8 `, [- \# C- r
Event Recorder：
* Y6 b- ^4 y/ [/ A
- 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。4 z/ s! ]1 Q; z+ l9 C) o! C/ i
- 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) L r7 B1 b. K# V, _3 O
*/
0 X% f5 z5 h' Y/ R- s i) B8 r
#if Enable_EventRecorder == 1 ' k: G# F+ b. B" A( b9 N, B- R
/* 初始化EventRecorder并开启 */
6 T. f( x+ s$ I0 f
EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
$ o9 {, }# _! z' V2 T4 L6 X5 A8 a% Z
EventRecorderStart();
( w. W4 E: q0 u7 k; ^6 A) D! [& @
#endif
1 F$ X9 l* o2 B/ h2 M1 k6 c
2 \; z. A, T* P9 ~5 g9 }
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 */) W {) Q9 l) B: B L2 p4 M
bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */- [# q7 T8 k% X: d7 h Y
bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
% O( m8 q0 d$ _
bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */ & J( }3 v% J3 Y$ @4 Y% g
bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ 0 F0 _9 v0 I( X( V. O. F
}

复制代码

MPU配置和Cache配置：

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。

/*4 M2 \6 a8 v9 S: |! P5 [
*********************************************************************************************************$ l5 }' e& h" O# w' x; P* z4 Q" _5 L( z
* 函数名: MPU_Config7 e. G4 ?! P4 [7 \, N1 W
* 功能说明: 配置MPU
, v6 d/ `% a1 ]# M( F3 U3 k( Z) L
* 形参: 无- ]* d2 q# T* M! S7 S
* 返回值: 无
% S+ j6 P5 X9 R5 J8 M# _
*********************************************************************************************************( h- h' D! @. }8 i/ L g
*/
; S, E5 ], X$ o6 f0 P4 @
static void MPU_Config( void )% v+ S# T2 d- {6 }6 O) @6 X9 D
{3 f. a" t+ c* i v# C" \
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;/ k7 R- Q# n' O
4 ^* _! v! `( E# _ Y- s6 f
/* 禁止 MPU */% l, Y9 b: J' t7 |3 V* t2 Y
HAL_MPU_Disable();3 ^+ @8 V# T' ?# F& r7 }
2 o7 O. L' A0 J( B
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为关闭读Cache和写Cache */
+ y3 N$ p/ O3 V* S6 E# \
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
4 g+ }; X) q7 F
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
! W* n* z& K1 }/ V
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;( I; B8 l1 x; H9 ]- J
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;- r6 G* P# p8 f+ X6 b& b
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_NOT _BUFFERABLE;1 y, [" d" B4 S2 n1 B$ G
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT _CACHEABLE;- x: }. U. E) e& Y, ^( [
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;* f3 B% J. p u, ^" n- j
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
; M5 i6 j: A! I* `/ V1 U. t
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;: J; U6 e" S. k2 z5 d
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
. ^4 g) @' Z4 C* r2 p E3 @
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;$ B5 F9 l& h( o
) z& n1 M+ M: v2 |3 T$ h8 J' G
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);. X2 J' E. S7 O2 n( c, ?- Z
% e* f# G9 T& Q# c
1 g3 u2 _' c3 }3 ?3 ~
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
9 z1 F8 Z9 r2 @" n* D# y" d
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;! j$ w, ] X) W ^& H( f- J
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;4 ]2 d2 n! t) _. C. G3 ^6 q" y1 e
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
$ X! y3 g) r5 n a E
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;& l/ K- r" R; V+ i
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
! S! \( a% _5 [4 Q* ~3 N
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; + p& W3 O& s8 d0 f( q& L, n
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
2 b* \+ Y F: f& D( _
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;$ d1 g& E2 k" F/ _ {/ X
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;* ]4 e' z' [3 i
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
. x6 U3 C+ ^2 p
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;4 a; S0 N/ ^+ v* ]' m5 _3 g! R
/ O) j( S/ k/ P5 b. X! j1 _) h
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); S& h5 {, c B% R4 G& G
6 T; y3 o+ h% m& v1 i' X( Y
/*使能 MPU */ z' s$ s* ^6 L/ f% S0 K# _
HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
6 m9 B+ g# c6 M1 W1 A
}4 V. [) O7 r" C; L9 o2 W% W
7 ?- q2 a4 |9 F8 v) {7 @ q/ H* L9 J
/*- f v7 Q6 H1 d# O! `0 V) `$ E
*********************************************************************************************************
' e3 i( g+ A7 N9 Z+ o# p3 v$ H
* 函数名: CPU_CACHE_Enable
9 @6 [ R& Z: E
* 功能说明: 使能L1 Cache
5 ]; q Y6 s+ O
* 形参: 无
5 u) x& g9 ?# j& r2 N' [9 y' C4 o+ N
* 返回值: 无
' E. Y% }( h* e+ A/ M" M
*********************************************************************************************************
4 N/ n/ N, q5 D a7 X
*/
: i! ]+ j/ y- O' Q; d/ T1 O& e, i
static void CPU_CACHE_Enable(void)
- k Z& ^6 j4 F: B l% t
{
1 m# ?" P7 h3 i& P& U2 a4 p' x
/* 使能 I-Cache */
+ D1 K' e: D0 l
SCB_EnableICache();7 ?- ]% B3 v4 t/ C/ x! @* A
" ^1 I# b9 n& t2 _
/* 使能 D-Cache */
: \, f& v( i/ W0 l3 G; Z ]
SCB_EnableDCache();$ p& z/ p5 T( z* r; B2 F# Q
}

复制代码

  主功能：

主程序实现如下操作：

  启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
  K1键按下，自然样条插补测试。
  K2键按下，抛物线样插补测试。

/*
5 X* K/ y( H7 y! v8 f' ?. l8 R
*********************************************************************************************************) B$ J3 i/ t7 Q" H3 `
* 函数名: main
5 Z$ G6 ^/ l6 | Y; ^ A
* 功能说明: c程序入口' J" L- v3 V u% ~2 i
* 形参: 无
4 Q' E$ ~) d! d
* 返回值: 错误代码(无需处理)4 ?; F2 X0 s/ W+ [8 o! T [
*********************************************************************************************************, |2 c/ z. Y- T5 m Z# z" x
*/
2 w6 i5 ?4 p# D
int main(void)5 o7 L/ k9 G9 I
{% u( F }! A- u4 K* K% b+ u7 U( g
uint32_t i;# n( y6 L- o6 g. ~4 ^; ^- a
uint32_t idx2;1 ]5 l: ^3 h. f
uint8_t ucKeyCode; [8 }3 E" e3 x
arm_spline_instance_f32 S;
7 _, T3 g( z- r) p/ S. k
8 c) a" } D7 d9 M! p5 L
4 }4 A2 `7 X" ?; j: ~
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */9 f2 v/ y. `4 o1 Z
PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */" |# p4 }* [- c
PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */7 F2 E# p- R& G( t- t
' a& E9 Q9 @$ R( C8 W: Y, n, c6 A
bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
9 d8 B2 b& {. n+ V# z$ L2 L* M
) R/ n! b2 v8 f
. U. T/ N+ n7 ^( S+ J3 q! X
/* 原始x轴数值和y轴数值 *// ]0 |# a+ [) v7 X7 E
for(i=0; i<INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES; i++)
# b5 U7 v. G& w1 z
{
, z; s; Z8 D9 o' h) ^! h I
xn = i*SpineTab;3 S D; L7 A' {0 v2 M4 \
yn = 1 + cos(2*3.1415926*50*i/256 + 3.1415926/3);
9 K) h: W# c# x& ^
}! j2 b2 v" b( a% k9 {/ e1 @5 Y7 c
6 W: w0 F1 V2 w/ j' s8 U4 {
/* 插补后X轴坐标值，这个是需要用户设置的 */
# k1 W& N: E4 b
for(i=0; i<OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES; i++)
2 r; U$ m: @5 o0 [. i2 @/ K5 X
{
$ C8 @5 m; N ~' O$ f P0 U) k; }
xnpos = i;! K7 V1 u$ J9 d" L8 y( L0 K( Y3 k
}; c$ a8 V% T0 K& j8 W+ \# L7 l+ j
) Z2 C1 b5 h8 N. L4 p7 h3 N
while (1)
9 n5 w0 A* _5 U2 n! Z$ C
{- G. n# l/ k- B) I5 I% ~& F) B$ ?7 X
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 */
+ U- H2 J C P6 X
! f/ D! N$ F9 s7 y6 }
/* 判断定时器超时时间 */
) o6 @! Z V( W5 k6 e
if (bsp_CheckTimer(0)) 9 Y$ X8 u+ m/ o: |) q
{4 V4 e9 E/ q2 F( E- ]6 V
/* 每隔100ms 进来一次 */ ' M: Y" U- L0 K5 E
bsp_LedToggle(2);
4 ^3 S7 X1 R1 J, `/ @1 p# U' {
}
3 \- f4 K! q8 a' q- z( ^# C
( S. ~3 G6 z- t5 r
ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */$ V( I3 J. H6 T- b, Y4 R8 W7 m
if (ucKeyCode != KEY_NONE)
3 Y* | _0 W+ d+ P' I
{- |, J3 \+ {; ~/ d
switch (ucKeyCode)
- O& O1 ]% s2 x- F- ?
{
4 k" P8 N) ?0 g% ?: L
case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下，自然样条插补 */
& x3 J! a. _& n7 t
/* 样条初始化 */
; }& L& K% M: ^3 Y9 M" ^' q
arm_spline_init_f32(&S,
8 p( u6 P' a% `
ARM_SPLINE_NATURAL ," e2 A2 @. ~8 ?( a% {' R' b) l6 r
xn,1 t3 A; i0 {! o3 W, K
yn,( A2 N. U& z$ m1 N, y
INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES,' l7 U8 [8 m8 I; `9 }$ A1 @8 j. c% j! z
coeffs,; b" S7 Q7 f8 ^: _2 e8 J0 S5 z
tempBuffer);5 e9 @: i- U( O! u
/* 样条计算 */" Q7 ?% ?$ \5 C9 S3 N2 l" v4 c
arm_spline_f32 (&S,
+ a% r2 U: x5 l' Y5 F+ `0 q9 J" O6 r
xnpos,
* w. t7 ~9 N2 k# ?2 a+ f% ^" V
ynpos,
5 M% S! H! D$ ?# e
OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES);
3 P& A# u& n# M5 ^8 e/ x2 o
8 b7 c( \6 x% j- c1 a4 C: G
. J3 H$ E" r- @3 Q+ i; w: f
/* 打印输出输出 */
Y3 W0 d9 |( o( {4 i0 L
idx2 = 0;
7 x5 `/ i* G! l0 X* O
for (i = 0; i < OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES-SpineTab; i++)
; }/ |. [) a) x
{
! h0 p! U2 N6 `
if ((i % SpineTab) == 0)1 M5 T" Y' M G) h& n
{: Z3 E, ]( i- s
printf("%f,%f\r\n", ynpos, yn[idx2++]);
/ e% T8 L" O$ D' d
}' i) I- L3 {. l1 R7 F4 m- Q$ O8 m
else9 M V3 @$ Z. Y3 p
{
7 R0 b8 H* L( ^6 x5 j0 j1 H' A) S
printf("%f,\r\n", ynpos);) M! ^8 A$ X$ T j. b; v3 s
}5 a# o: n9 h7 M, H
}
' [* B F$ Q" B4 S) J
break;7 _1 m: }9 S4 V$ u& m- ?& o6 i
/ C1 Q( q/ B+ u/ [7 H. c
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下，抛物线样条插补 */
* n: D8 ]" u. q
/* 样条初始化 */1 a9 k3 z5 S. p1 t, N
arm_spline_init_f32(&S,
! |9 ?; T8 f! a1 d
ARM_SPLINE_PARABOLIC_RUNOUT , ( M/ E* h' o# H* M
xn,
- w5 v9 e& b! o
yn,: }3 T6 | ?; K' P' G
INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES,
1 y6 l. p8 w, w6 |9 \
coeffs,
4 W0 x P4 y2 K, P: f" {5 @, S
tempBuffer); C* Q* t3 C' v7 l& d/ z- }
/* 样条计算 */. ?# r' O1 J2 q' Y
arm_spline_f32 (&S,$ G/ v9 M( L9 y
xnpos,
, R* ] x# g) t0 Q( I2 R5 @) x( Y
ynpos,
; x1 Z8 U7 u; r: }; Z5 p r
OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES);
. B4 \5 K% V( D" H( y) | ]- W
" j0 [- F3 v7 c% g* v# q s/ q# a3 `
: w& N* t- v E% g+ w9 H6 [, [
/* 打印输出输出 */9 ^, O' S5 p6 o
idx2 = 0;! v/ }# I; Z: z
for (i = 0; i < OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES-SpineTab; i++)
# ]5 e2 E! a- D/ f& q" D
{
e* q; T: p0 l
if ((i % SpineTab) == 0)
: r9 T9 X( e( q( V. `' ?
{
) B1 I9 E/ b' U% T9 p9 l
printf("%f,%f\r\n", ynpos, yn[idx2++]);
5 A* P6 P4 r! [ K
}
; ^( _) b! e9 d/ \+ a
else
# E4 d4 C2 a b" j* x: ?
{
% k! F5 I, f/ s. N7 w9 n
printf("%f,\r\n", ynpos);
1 H9 _) k e; h; e+ C5 p
}
4 }, m% |6 y4 _ \/ `
}4 n, H6 Y& {: T3 _" c- e" p
break;/ W1 y+ T2 U/ p
3 O' u0 y( ?; K0 P
default:4 U+ p1 h# X# D5 Y& V" V: }
/* 其它的键值不处理 */# b9 o3 b8 {) E/ J
break;
& ]' ^7 _6 u0 A' P) t8 H
}8 C! w3 ^! _$ M) b" _8 }8 f+ \
}
9 ?; t% L F9 k. l
}
7 f1 _, X; X: v1 T
}

复制代码

50.5 实验例程说明（IAR）2 m# a  Y7 G, b3 H9 {7 H8 ~
配套例子：3 g$ ]) q1 B( b/ J; t/ R5 U+ }

$ {5 w2 q4 Y8 X; t. UV7-235_样条插补，波形拟合丝滑顺畅
5 N# {2 x/ b5 p/ \' u0 @5 V  @0 Q* m
/ M( s3 P6 k& S! d实验目的：
8 o: M5 R# z% ^; m/ f6 B( B
8 x$ @0 t/ s0 e7 r  A9 J学习样条插补的实现。

- ~4 i( ^1 p( p& T0 K4 d实验内容：
3 }# R+ m; ?- e3 B/ n0 F% t" L
' f- S+ C, ^9 k6 ~. _6 S启动一个自动重装软件定时器，每100ms翻转一次LED2。3 v% W6 M# W. {* G  r' _( J
K1键按下，自然样条插补测试。' B' q) O$ h' K/ u) x
K2键按下，抛物线样插补测试。

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1。

RTT方式打印信息：

程序设计：

系统栈大小分配：

RAM空间用的DTCM：

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
! Y2 `4 n" n$ U/ {3 A; N T0 T
*********************************************************************************************************
. K" n1 U8 W5 @6 N
* 函数名: bsp_Init
. b. o4 U$ ?7 c% D7 l# t
* 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
. h9 e) J) c+ l0 D
* 形参：无
" V9 d! U1 u( |
* 返回值: 无
3 F) ^7 \; O4 g0 j' Y/ G
*********************************************************************************************************
, w3 D0 P$ `/ u' Y
*/' k# R/ ]; U6 u, Q% l- b$ {) O* Q0 ~
void bsp_Init(void)
$ |; |; b1 [ W$ }: y; j$ t- T
{& R/ L6 H% p+ t, w4 b6 N
/* 配置MPU */
1 ]8 W; B4 |7 i/ p& K
MPU_Config();
* B# z; f' a" a
! c" F1 h* i% C. l
/* 使能L1 Cache */
, l/ Q3 Z5 F/ F
CPU_CACHE_Enable();0 S$ z1 `. h# ?; T
7 e3 w3 {8 u( p# i
/* 1 ~2 B( B: ]; J# z. _9 m
STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
* _! U4 {) D# c. z
- 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
% x9 F1 \3 G. g+ X
- 设置NVIC优先级分组为4。7 l/ j* ~ K$ B O A% T
*/
7 e4 g* ^* w4 o: z/ ] q* X% Q6 M6 z
HAL_Init();( \6 B: i; v; { [) R0 o
) C. c) s1 |; D7 ~
/*
1 w7 l" x+ l) b c3 t
配置系统时钟到400MHz+ Z2 @7 x: f/ }( n7 t
- 切换使用HSE。
0 p/ T! H0 d0 O' r: `
- 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
5 J( Q2 Z% u. m
*/
8 u' t+ G+ |( {8 B% i: O
SystemClock_Config();
+ h: s2 g3 o+ c ], \! [. h0 U
i8 k, n) l! G. [7 n7 L5 B0 j
/*
, N1 S) ?/ n! N, A7 {5 h" Q# k
Event Recorder：
" T8 v1 Z+ S! W0 n6 n( W
- 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。
4 e$ ^" O. A+ t7 C5 {
- 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1 X" v7 f' u7 {1 s' f% x
*/
, W) F" H( w L* j) |
#if Enable_EventRecorder == 1 + R# d n6 J; O/ D. v
/* 初始化EventRecorder并开启 *// v& S& j' \( f. {& A! D
EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);4 f, ?5 H$ g# C7 X( L ^
EventRecorderStart();7 q2 S; k" g& T2 n4 O
#endif. F7 e$ s& U6 B" k1 t" n
8 k% }& ?! Y+ J
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 */
! m- z K" H/ x) \+ U: u5 D& ]
bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 *// Y2 D9 u- {6 n* D6 C4 p7 v
bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
& H1 ]8 {2 T" \2 q9 P
bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
+ M6 |* v" z* f% R
bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
& g1 T5 J7 d& T; ^3 L6 P
}

复制代码

MPU配置和Cache配置：

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。

/*
3 m- N8 X- J, ?, n7 r- d$ |
*********************************************************************************************************9 h/ G- ~# s" A/ c. ?/ J( f
* 函数名: MPU_Config
. z/ X0 t2 v% ]
* 功能说明: 配置MPU9 }$ }5 j/ R/ E8 ^4 z+ X
* 形参: 无
$ ^& l# `8 q0 \9 I4 K5 o9 u0 }
* 返回值: 无
- x" B2 C; B) c! L, d$ f
*********************************************************************************************************
, k. ]) _4 I% }0 r7 w* J
*/' F7 \5 P& D% W8 p7 b" ?" f
static void MPU_Config( void )
7 R; i: p* l; u0 }; ~4 ?
{! u2 a" F2 s, f \ t
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;/ F# e" j$ r( w# i6 i3 q
# o& u: n1 H& h" g( N
/* 禁止 MPU */) R' `6 Y9 w' J, a' r t
HAL_MPU_Disable();6 j) l# K) z7 o7 d) m# b' W" D
4 e: t. I, O% O) Z' o
/* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
8 Z* e4 i% h8 N. Z" `
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;7 p% T3 ^2 M" K6 Y" Q0 O2 |; q
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
" e1 i3 T/ z, s( C! S
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;: j* O0 L2 Q1 i( q4 r9 W
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;2 ]# n5 w7 i7 J1 d4 O( \* w- a
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
# S, i/ t; |$ O
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
7 B* ^+ [" ]9 C) y4 Y% R1 I
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
6 q7 n0 i5 t5 Q6 P7 f8 a
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
- a7 M1 k- e4 g) o0 }
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;+ _! H" u- J: R5 Z
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
! L; M/ W& _6 R- i# v" o) z! N0 o
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;$ Q: ]2 C7 ?$ I
5 _! ]0 @3 q1 J0 p" z
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
J; ^6 l: _+ n4 E1 o$ R( K. w5 W
, }* R* ?3 b2 y0 m/ ]; R7 C
! J+ G; p1 d0 v& a
/* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */( m! A* s8 E2 M: j) L; R8 E* N
MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;; |: t# b( F/ a. t
MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;9 i& O f% V. x2 j
MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; 9 I" k; M8 X9 K2 q
MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;$ \4 w7 j8 C* b' K6 P9 ~% G7 i
MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
8 K/ i9 o x* H1 n
MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
( t" B' R6 d: _
MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
. U/ Y, ?8 q$ N! T! q* |* T* X; }
MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;$ R! O0 J8 v* R# p p6 s% C" d* D
MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;) x x7 ]( d$ X" `
MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;/ A( |2 ]2 K7 f0 |
MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
+ j8 |7 ?8 D+ o% I B
1 B8 X" D# r% {9 T
HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
- F% T) D1 A8 x; J5 j- j
, T6 p& t4 x7 a5 ]
/*使能 MPU */
& [5 g: k O3 A9 w2 s2 ~* u! x; s
HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
; b1 h, X' W# a
}! ?# } C8 V7 V! p- z
: `) v ^1 m# w D% h& z. o; [
/*/ w" @; W& U2 y9 Y2 I N" S
*********************************************************************************************************, a/ y- ]* V7 d0 J) n p1 E8 }: {
* 函数名: CPU_CACHE_Enable
7 |7 M) C# I1 k3 k; J, }5 q
* 功能说明: 使能L1 Cache% ~9 A/ }3 t3 l8 _. A8 J
* 形参: 无, E$ W/ g' j% Z- j- R
* 返回值: 无$ @$ m' e; Y1 I D# t9 I
*********************************************************************************************************9 G9 u/ @( B; R- V. m
*/9 F' G6 T! V3 [% S4 ?
static void CPU_CACHE_Enable(void)
* z; K0 \, A H# V2 b1 y- V
{
( {8 `- |& v4 `& y7 z
/* 使能 I-Cache */
' h5 _8 f% b2 Y
SCB_EnableICache();
* ?/ {3 l. a8 R# z+ M4 p4 i
$ @3 E/ P9 n' w* J' X
/* 使能 D-Cache */
5 U @% n6 ?# v/ A& |6 j
SCB_EnableDCache();
* y: w3 R. M- y
}

复制代码

/*- g: h( D* J, R
*********************************************************************************************************
! S) e9 D: P: [* r$ e2 L
* 函数名: main
3 m! i5 d6 y" s( g
* 功能说明: c程序入口' A" U- A2 W- C2 a$ F
* 形参: 无. C) P- b% t! T6 u2 \
* 返回值: 错误代码(无需处理)
3 J) [5 N' J+ ^7 x2 \/ k
*********************************************************************************************************
" t& t/ X. \% D4 I) y" C& U/ ?
*/: \2 U# [$ v' d+ P8 j% c
int main(void)/ p9 g& F/ x- ?! b
{
2 l7 a0 E' Z3 k. h9 u
uint32_t i;
4 b6 e( F" Q& R
uint32_t idx2;
- W# b9 G$ o. Q9 R5 V+ g
uint8_t ucKeyCode;
* F) q. ]0 l6 R: i( \
arm_spline_instance_f32 S;
9 h# z, u x7 s# q, E
9 x1 U3 w0 I( j# Y4 K
8 C- V4 T+ L t" ]5 h+ i
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */6 H; d! {" D' p. k l; d# O
PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
: i% M. O8 |( Y2 d
PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */
5 Y5 q; _. S& \& _( \
4 I/ x' W! x6 u( \3 j) X5 }+ ~9 K) S
bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 *// ]6 H% R' ~; S8 t! I
% H# C* A! B. D! Z$ N* {5 _
1 T; i8 e( a4 k# B
/* 原始x轴数值和y轴数值 */
" }- z8 N/ g2 q0 M2 E& _' [
for(i=0; i<INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES; i++)4 U9 C/ M/ |6 Y. [0 t7 V
{4 q7 i. a9 f b) z8 d* W
xn = i*SpineTab;( R# R% l8 m; \
yn = 1 + cos(2*3.1415926*50*i/256 + 3.1415926/3);/ R/ E5 i* f9 M: E& M2 r
}5 Y" p0 L" m- ]1 u
+ U, l9 ~+ g7 h% E8 h2 T
/* 插补后X轴坐标值，这个是需要用户设置的 */6 G A4 T- M* U& `( E
for(i=0; i<OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES; i++) g, ^4 U# y: i- {! d
{8 X' r* i" k4 }/ d6 p: R1 O5 B
xnpos = i;; z8 L% s* P: T! Y+ @8 N
}
8 I( k0 s4 v7 ^8 a; ?2 w
' I. K8 d. ]& P3 F# x
while (1)
" w1 o t+ {- h% H6 a
{# f" ?, V) e1 M
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 */* ?, g: ?8 m/ L* n# \+ k2 ^1 p6 Y
8 t! Z1 s9 t8 ?$ I2 d
/* 判断定时器超时时间 */% S8 ]9 ~" x" Y
if (bsp_CheckTimer(0)) # ]# {: ~( | A) J
{0 V$ W) E. w3 B R w3 ^
/* 每隔100ms 进来一次 */ ' ?& j7 F7 p9 D* L
bsp_LedToggle(2);5 e9 V& D6 d9 Y" t
}' I0 o9 G& W. e
* R( b; v( }4 Y0 ^+ \6 p
ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */: G, K2 J& @; r; H
if (ucKeyCode != KEY_NONE)
" c. d" x- z# Z# s
{
3 T- m# a+ G; e6 A! { W
switch (ucKeyCode)" ^( i# o* t2 ]0 C6 D1 n
{
" g# L9 z @! _* _9 Q
case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下，自然样条插补 */
. ?) i/ l7 a1 K. }+ x
/* 样条初始化 */
- k, C/ r6 z% F2 [
arm_spline_init_f32(&S,
# G) @+ R! b4 {3 t) r {0 X* i2 c
ARM_SPLINE_NATURAL ,) ?/ ]/ N' f4 B, d) B" j: K
xn,
1 z% @( x9 w/ P' V0 @+ i( o
yn,' ^6 }$ F Y. U
INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES,; u* S8 Q: G8 j D! a/ P
coeffs,
1 ?4 z2 z \2 m) t. l) z
tempBuffer);
+ |4 t. f, P8 }+ w" }, P
/* 样条计算 */# N: L T, W4 l: q3 @/ A
arm_spline_f32 (&S,2 j8 K" e. X0 W3 B1 N' e6 s9 C' r
xnpos,0 E' T$ \$ l9 G8 d
ynpos,
, ~* x8 Z [% o3 V3 {8 ]
OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES);
; J; m2 ]/ A: D8 j( H
/ q, }2 }$ V5 O5 G' S8 Y
7 t ^) M3 s* Y" X* ?
/* 打印输出输出 */2 s# }# R1 ^& Q6 H( X( `6 _ I
idx2 = 0;8 E! s; R' o- v# j7 H' B
for (i = 0; i < OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES-SpineTab; i++)
/ r, Z( y6 l3 ^6 e
{ , b' `: B% w* @9 l/ t% w
if ((i % SpineTab) == 0)
& B- V [) U1 p! k! [( g- B
{- x3 k; R+ J6 N* R$ h, y5 g( g
printf("%f,%f\r\n", ynpos, yn[idx2++]);. e- x, @; u) L* |' X$ u% v5 F
}
5 R3 ]3 ]% B4 I; M/ q0 o" p/ v4 ^
else9 _/ c5 d) [) S% g* d/ k
{
+ _7 [9 [; J/ i% \; { T5 o
printf("%f,\r\n", ynpos);5 D& {7 I" b2 v. u! F' T
}
0 A. Y, C5 p& Y: o/ I' D( b
}
8 i. T' M. X4 j5 J7 i
break;; y, @( x8 f F: e, y0 S
5 j' i( ^$ W. [+ k- a) Y- |
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下，抛物线样条插补 */) b; ]1 O$ I3 P M
/* 样条初始化 */
# |! P8 Z9 }8 X% l- S' v6 C
arm_spline_init_f32(&S,
7 B( n$ T5 e; [6 a* {
ARM_SPLINE_PARABOLIC_RUNOUT , " F; }: u0 k+ q
xn,
% A6 P8 k/ j$ d0 c
yn,% O, T; F4 e3 L7 ?" h* o
INPUT_TEST_LENGTH_SAMPLES,5 }" G W; X o" j
coeffs,) U* @; {! h, @0 F% z- }: p7 k6 k
tempBuffer);8 ?% X; R5 W! M* c
/* 样条计算 *// u7 [# m! W, L _" j9 Q5 X
arm_spline_f32 (&S,; g, c' k5 r4 u4 ]$ P7 [
xnpos,1 i' {% _' h& c( b# D; j% Q
ynpos,
3 @8 C, \/ [+ U1 u5 k- f- C d
OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES);6 m6 Q& L% @! l; }. Y
, o+ ~" c3 \. x2 Q+ m( r# \
* E) H* B" G ]) X' @1 t* N+ e
/* 打印输出输出 */8 v& E; ^2 V( v7 P; c
idx2 = 0;: r/ {) _( v: E: h' _5 K) ~# ~
for (i = 0; i < OUT_TEST_LENGTH_SAMPLES-SpineTab; i++)$ p; m2 b0 l2 i; e
{
$ G8 c& a9 j: D- e( K" v- ~/ e; G
if ((i % SpineTab) == 0)
/ u" \3 `; v. _4 V. _9 X
{
( O: p3 u: N5 a$ L. T) X. j
printf("%f,%f\r\n", ynpos, yn[idx2++]);: `. G ~/ p& v
}
8 I! X( s. H5 f# u% M
else3 q9 v4 y/ F1 d _( m1 `9 B
{: h- I7 _* f; d8 V' E2 w
printf("%f,\r\n", ynpos);9 _! ~) G4 \4 O2 n9 Z- c! a5 i) d" q
}
" F$ i4 J4 P3 d
}
8 [2 ?5 j5 K3 X
break;8 Z- l' b4 _; _0 v8 H$ G
0 ^' m$ c8 h; i3 A5 Y: [
default:" l5 \& W T- h, K8 X- s+ E: C
/* 其它的键值不处理 */
% j' \ p, f( l0 Q6 {9 O# P
break;
9 i0 b8 b/ k2 _% Y$ U0 f3 k* U
}
; e# C& N7 x3 V6 m( g( X6 X
}
! u! \4 f. t3 y1 k# ~
} I6 A. |' X' A9 e
}