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

1,代码分析

    首先我们需要在一个已经建立好的工程文件里添加如下编译路径：

工程需要添加的文件如下图：

       为了产生fft变换信号，我们可以自己产生个采样信号：使用三角函数生成采样点，供FFT计算，fx  = 4000 * sin(PI2*i*50.0/Fs) + 4000 * sin(PI2*i*2500.0/Fs) + 4000*sin(PI2*i*2550.0/Fs)。
      模拟采样数据,采样数据中包含3种频率正弦波：50Hz，2500Hz，2550Hz， lBUFIN数组中，每个单元数据高字(高16位)中存储采样数据的实部，低字(低16位)存储采样数据的虚部(总是为0)。
      其中dsp_asm_init()函数的作用是产生采样信号，实际工程应用中我们使用的是ADC采样的处理值。dsp_asm_test()函数的作用是进行FFT变换，并计算各次谐波幅值。具体代码参见下面：
2 R( s% E- U, @9 m# G9 a

1. 1 /*
   0 l1 e% i* x7 v- N' R( t
2.   2 *********************************************************************************************************
   8 P1 D+ {' v) U% m& J, f' C
3.   3 *                                     MICIRUM BOARD SUPPORT PACKAGE
   & N, |" Q2 \5 ~$ o5 G
4.   4 *
   
5.   5 *                             (c) Copyright 2007; Micrium, Inc.; Weston, FL
   
6.   6 *
   
7.   7 *               All rights reserved.  Protected by international copyright laws.
   
8.   8 *               Knowledge of the source code may NOT be used to develop a similar product.
   
9.   9 *               Please help us continue to provide the Embedded community with the finest
   
10. 10 *               software available.  Your honesty is greatly appreciated.
    
11. 11 *********************************************************************************************************
    3 W8 K# u- y* ?4 U
12. 12 */
    
13. 13
    
14. 14 /*
    
15. 15 *********************************************************************************************************
    2 M; i  O' H  P% q8 s5 U2 e+ c9 G
16. 16 *
    
17. 17 *                                        BOARD SUPPORT PACKAGE
    
18. 18 *
    
19. 19 *                                     ST Microelectronics STM32
    ( l3 ?0 _5 a9 C% Q
20. 20 *                                              with the
    
21. 21 *                                   STM3210B-EVAL Evaluation Board
    - @" r+ d" Z3 F. |& V, H. C3 {3 X' t5 Z
22. 22 *
    2 i6 Q% d$ D4 H: X4 {' J: O
23. 23 * Filename      : bsp.c
    
24. 24 * Version       : V1.00
    
25. 25 * Programmer(s) : Brian Nagel
    , S. @4 O+ t5 y! m& i8 y0 O
26. 26 *********************************************************************************************************
    
27. 27 */
    
28. 28
    9 M4 ]2 U+ |" [$ {$ J) h6 {
29. 29 /*
    2 k6 H% U) E4 w3 i# H. h6 X
30. 30 *********************************************************************************************************
      |# Z2 }! x" w& B6 A" Z9 y
31. 31 *                                             INCLUDE FILES
    % J4 R) f7 ^0 U' d- M( Q1 Y
32. 32 *********************************************************************************************************
    
33. 33 */
    
34. 34
    0 {$ |4 O" [5 e: n* i6 x; C
35. 35 #define  DSP_ASM
    
36. 36 #include "stm32f10x.h"
    , h$ y+ @9 M/ O: ~) G- Q
37. 37 #include "dsp_asm.h"
    
38. 38 #include "stm32_dsp.h"
    
39. 39 #include "table_fft.h"
    
40. 40 #include <stdio.h>
    
41. 41 #include <math.h>
    1 h- H/ a: V/ C# c7 {+ t
42. 42
    
43. 43
    
44. 44 /*
    
45. 45 *********************************************************************************************************
    
46. 46 *                                           LOCAL CONSTANTS
    
47. 47 *********************************************************************************************************
    ( l7 d1 [( C% d, _: b
48. 48 */
    & h& T2 `4 X9 ]5 S0 M4 c' E( `
49. 49 #define PI2 6.28318530717959
    
50. 50 #define NPT_1024 1024
    ! o. F; K  |% v
51. 51 //#define NPT_256 256
    
52. 52 //#define NPT_1024 1024
    2 T7 i4 u: w% s: c9 q1 c- d
53. 53
    
54. 54 // N=64,Fs/N=50Hz,Max(Valid)=1600Hz
    
55. 55 #ifdef NPT_64
      A; r) l  }: O
56. 56 #define NPT 64
    9 }, S2 U7 D. p& v
57. 57 #define Fs  3200
    
58. 58 #endif
    
59. 59
    
60. 60 // N=256,Fs/N=25Hz,Max(Valid)=3200Hz
    4 r( a1 r8 Z) N8 [/ b0 ^7 D
61. 61 #ifdef NPT_256
    
62. 62 #define NPT 256
    : w& T* q# g& d% U0 l& X
63. 63 #define Fs  6400
    
64. 64 #endif
    . T$ C" C! K* l# I
65. 65
    ( }- n1 T: F7 L  b4 [# D
66. 66 // N=1024,Fs/N=5Hz,Max(Valid)=2560Hz
    " T  {  s7 z6 `9 W6 ?7 H
67. 67 #ifdef NPT_1024
    $ B* Z+ G! j6 Y3 X
68. 68 #define NPT 1024
    
69. 69 #define Fs  5120
    & m7 H; f1 ~1 d0 g3 H% `3 o! o
70. 70 #endif
    
71. 71
    # ~0 ~# `, O8 n# J4 c
72. 72
    & J& P8 \( T. v6 l$ R0 \6 ]$ C
73. 73 /*
    - T9 Z9 L5 t4 x' o+ d5 c. ^
74. 74 *********************************************************************************************************
    
75. 75 *                                          LOCAL DATA TYPES
    
76. 76 *********************************************************************************************************
    
77. 77 */
    ; D( G8 C3 W9 S2 k
78. 78
    , T  m5 J! B8 z% S4 e
79. 79
    ! o! L! Y! C' g& w/ U5 D
80. 80 /*
    
81. 81 *********************************************************************************************************
    ! s9 D+ z, ^$ A4 K5 |2 W2 }
82. 82 *                                            LOCAL TABLES
    
83. 83 *********************************************************************************************************
    
84. 84 */
    
85. 85
    , y# o! e# ~( K# r
86. 86
    9 C* g6 |3 z; r& L
87. 87 /*
    " r* P0 v" M  Y- c
88. 88 *********************************************************************************************************
    
89. 89 *                                       LOCAL GLOBAL VARIABLES
    ) U# `1 Z3 _. v6 B+ Z3 A$ D
90. 90 *********************************************************************************************************
    2 U  v  C. G6 M$ H% S0 ]) k/ D& i
91. 91 */
    
92. 92 long lBUFIN[NPT];         /* Complex input vector */
    ( e+ G4 G- C- z. W3 M7 Z% ?* d: _) M
93. 93 long lBUFOUT[NPT];        /* Complex output vector */
    
94. 94 long lBUFMAG[NPT];/* Magnitude vector */
    
95. 95 /*
    
96. 96 *********************************************************************************************************
    3 Z1 b$ V+ y/ I  ]; t8 L1 o( A" W
97. 97 *                                      LOCAL FUNCTION PROTOTYPES
    - ^+ v& i7 B1 A5 o
98. 98 *********************************************************************************************************
    
99. 99 */
    
100. 100 void dsp_asm_powerMag(void);
     
101. 101
     6 C1 o, Z4 }# y) M9 g( u) |
102. 102 /*
     % t, d7 h6 G2 d& \1 V% m% Y
103. 103 *********************************************************************************************************
       K3 j- k' K, C3 K) N5 o, }
104. 104 *                                     LOCAL CONFIGURATION ERRORS
     6 k2 I, F( s8 ~8 h" @" H
105. 105 *********************************************************************************************************
     9 J) l% B  l- B3 m
106. 106 */
       x' [" ?) P; U1 n, k
107. 107
     , ~% t. w' O: ?5 |! S
108. 108
     + R* a  w+ K! H7 c/ d
109. 109 /*
     + M5 ~0 m- d- y: E, V( O
110. 110 ******************************************************************************************************************************
     - y0 }' o& A" |5 N2 O1 Z
111. 111 ******************************************************************************************************************************
     5 L$ W9 n/ B, \, ]
112. 112 **                                         Global Functions
     
113. 113 ******************************************************************************************************************************
     
114. 114 ******************************************************************************************************************************
     
115. 115 */
     / Z$ b$ a9 Q, w& `& v7 c
116. 116
     
117. 117 void  dsp_asm_init()
     
118. 118 {
     8 h5 @6 C. A2 t! @
119. 119   u16 i=0;
     $ j5 M9 E: [. S/ Y% s0 o
120. 120   float fx;
     
121. 121   for(i=0;i<NPT;i++)
     
122. 122   {
     
123. 123     fx  = 4000 * sin(PI2*i*50.0/Fs) + 4000 * sin(PI2*i*2500.0/Fs) + 4000*sin(PI2*i*2550.0/Fs);
     3 E, C9 J) \8 X# M0 |
124. 124     lBUFIN[i] = ((long)fx)<<16;
     2 b! B/ I* _1 w" e
125. 125   }
     % C0 \5 Z2 r+ i: ]
126. 126 }
     ! D1 ?! ?$ S4 E" u  i9 u4 W4 }9 T
127. 127
     
128. 128 void  dsp_asm_test()
     
129. 129 {
     
130. 130
     ' H6 N4 L8 F* _6 C
131. 131 #ifdef NPT_64
       P, `2 ^# V" x! j2 g% C1 o; }5 B
132. 132   cr4_fft_64_stm32(lBUFOUT, lBUFIN, NPT);
     
133. 133 #endif
     
134. 134
     
135. 135 #ifdef NPT_256
     
136. 136   cr4_fft_256_stm32(lBUFOUT, lBUFIN, NPT);
     
137. 137 #endif
     
138. 138
     7 h" N+ L' A  M7 V2 y' r1 @. \
139. 139 #ifdef NPT_1024
     , D% v: B6 A$ c. A9 n
140. 140   cr4_fft_1024_stm32(lBUFOUT, lBUFIN, NPT);
     9 h$ Q+ W6 r3 k0 X+ Y3 I6 W
141. 141 #endif
     
142. 142
     
143. 143   // 计算幅值
     
144. 144   dsp_asm_powerMag();
     
145. 145   
     5 P* X& N6 n0 x, F# p
146. 146 }
     2 T. B% w) B! v7 N0 Z2 |& @. w, }
147. 147
     ! a+ i3 l" }: Q6 i7 E5 z% H+ y
148. 148 void dsp_asm_powerMag(void)
     " ?& t. ~8 h% R; m/ i6 C! R8 M
149. 149 {
     
150. 150   s16 lX,lY;
     $ a" ^% W6 C$ l4 a8 I0 ^  W: u' h0 y
151. 151   u32 i;
     
152. 152   for(i=0;i<NPT/2;i++)
     8 {9 e3 E( |8 R; P) l1 D1 k
153. 153   {
     
154. 154     lX  = (lBUFOUT[i] << 16) >> 16;
     
155. 155     lY  = (lBUFOUT[i] >> 16);
     4 k/ u/ p' l4 q) V; a# O9 K
156. 156     {
     
157. 157     float X    = NPT * ((float)lX) /32768;
     
158. 158     float Y    = NPT * ((float)lY) /32768;
     
159. 159     float Mag = sqrt(X*X + Y*Y)/NPT;
     
160. 160     lBUFMAG[i]    = (u32)(Mag * 65536);
     
161. 161     }
     
162. 162   }
     5 @- |* K  `& q! G+ u2 Q) q0 I9 W
163. 163 }

复制代码

1. 1 /*
   
2. 2 *********************************************************************************************************
   
3. 3 *                                     MICIRUM BOARD SUPPORT PACKAGE
   - O0 @3 w3 O7 z! @6 x8 G
4. 4 *
   ( x5 c# M" j2 y( L! a( ~# R
5. 5 *                             (c) Copyright 2007; Micrium, Inc.; Weston, FL
   ; U1 E5 o0 I4 c% Z0 f
6. 6 *
   
7. 7 *               All rights reserved.  Protected by international copyright laws.
   ( `; d$ P; p! k  e' N' r
8. 8 *               Knowledge of the source code may NOT be used to develop a similar product.
   : a$ f5 k1 L2 `# j* V0 I- L
9. 9 *               Please help us continue to provide the Embedded community with the finest
   
10. 10 *               software available.  Your honesty is greatly appreciated.
    
11. 11 *********************************************************************************************************
    
12. 12 */
    
13. 13
    1 o9 a( C! z# ^  x7 [; p- M
14. 14 /*
    
15. 15 *********************************************************************************************************
    
16. 16 *
    
17. 17 *                                        BOARD SUPPORT PACKAGE
    
18. 18 *
    , W+ \/ U8 o8 }* Z
19. 19 *                                     ST Microelectronics STM32
      q. Y9 T" z. ?; n" v
20. 20 *                                              with the
    
21. 21 *                                   STM3210B-EVAL Evaluation Board
    
22. 22 *
    : E  E; C! ]+ P5 ^5 q
23. 23 * Filename      : bsp.h
    / T/ P4 l! l0 }( E3 E  t( }' {* _
24. 24 * Version       : V1.00
    6 V% W* B9 N5 Q, ^9 o# D2 A
25. 25 * Programmer(s) : Brian Nagel
    
26. 26 *********************************************************************************************************
    4 r/ |& ^( {7 b# O
27. 27 */
    , A5 U) r* l$ \5 a' u, o- O
28. 28
    
29. 29 #ifndef  __DSP_ASM_H__
    # ?/ C; g7 W9 m9 R
30. 30 #define  __DSP_ASM_H__
    
31. 31
    
32. 32 /*
    
33. 33 *********************************************************************************************************
    ! @. f: [, d* z7 b+ A
34. 34 *                                               EXTERNS
    
35. 35 *********************************************************************************************************
    
36. 36 */
    ; d3 R. Z6 v& J4 R- O
37. 37
    
38. 38 #ifdef   DSP_ASM
    
39. 39 #define  DSP_EXT
    5 _1 P/ F' [% i& H- A2 O
40. 40 #else
    
41. 41 #define  DSP_EXT  extern
    
42. 42 #endif
    
43. 43
    
44. 44 /*
    
45. 45 *********************************************************************************************************
    
46. 46 *                                             INCLUDE FILES
    
47. 47 *********************************************************************************************************
      V7 X1 i2 I0 x) w
48. 48 */
    7 w) w0 q- J. c. {- ~3 g9 p4 R! E
49. 49
    
50. 50
    2 \* ^, Z3 u! ~+ l* ?" j. b
51. 51
    % ~7 n4 @$ f% m7 o6 N& b! K
52. 52
    
53. 53 /*
    
54. 54 *********************************************************************************************************
    
55. 55 *                                          GLOBAL VARIABLES
    ) E8 c6 N0 w" r3 p2 t# }
56. 56 *********************************************************************************************************
    
57. 57 */
    & W1 v( s. B2 x" Y+ ~# F4 S
58. 58
    4 l, T# \0 C1 @5 ?" C7 u
59. 59
    
60. 60 /*
    
61. 61 *********************************************************************************************************
    
62. 62 *                                               MACRO'S
    
63. 63 *********************************************************************************************************
    9 b- T7 d5 R' M! E4 s4 L- k
64. 64 */
    
65. 65
    
66. 66
    
67. 67 /*
    ; ?* C) l' y  R! @8 q
68. 68 *********************************************************************************************************
    $ X7 R- K2 _# V" a7 v( v5 w: |
69. 69 *                                            FUNCTION PROTOTYPES
    8 {) m( |8 X% D9 q- i+ _2 R6 h
70. 70 *********************************************************************************************************
      h$ F- L, x- U; P! ^
71. 71 */
    2 O( A; l: X0 N" Z5 `
72. 72
    
73. 73 void    dsp_asm_test(void);
    
74. 74 void  dsp_asm_init(void);
    / h- J  w2 V" }; f8 m+ m
75. 75
    $ @: _3 h- ^; W0 r! [7 I# U$ i9 T
76. 76 #endif                                                          /* End of module include.                               */

复制代码

# z8 k2 Y. Q+ c1 E$ F2 Z% G1 |

     着重分析下dsp_asm_powerMag()函数的作用，其函数就是求幅值，首先定义的的一个16位的有符号的数据IX 和IY 这两个只是中间变量，然后定义的i，是32位的无符号型。语句的目的是Mag = sqrt(X*X + Y*Y)/NPT。但直接这么写不符合DSP的计算习惯也就是不符合浮点运算的习惯。因此语句在for函数i写道 lX  = (lBUFOUT << 16) >> 16 就是取32位的i的低16位数据，lY  = (lBUFOUT >> 16);是取高16位数据。下面的两句
1 }( d3 |! _1 D0 m9 ?' B    float X    = NPT * ((float)lX) /32768;  
    float Y    = NPT * ((float)lY) /32768
    目的就是把数据浮点化，至于为什么是除以32768 。可以这么说，浮点化就好像10进制里面的科学计数法。32768=2的15次。除以32768也就是去除了浮点数后面的那个基数，只剩下前面的。比如1991 改写成1.991*10的三次幂，再除以10的三次方，只剩下1.991，便于余下的运算。至于最后一句要乘以65536是因为我们定义的数据和我们需要求得的数据都是无符号32位的，之前已经把32位的数据拆开又分别浮点化了又开了个根号，所以再把它变回来 只需要乘以2的16次，也就是65536.比如说问你什么时候生日，你说是19911030，然而DSP是不习惯这么干的，他需要把它拆开为1991和1030。再写成1.991x10的3次方和1.030x10的3次方。然后才能进行其他的运算。
     这里是ST公司采用了DSP专用芯片（主要是指TI）的写法，也就是说尽管DSP的芯片类型很多，数据变量的定义也各有差异，但原理是一样的，最终还是要采用DSP习惯的运算方式。至于为什么一定要采用浮点运算，因为机器是傻子，然而TI公司的工程师是天才。

     main函数中我们只需在while（1）前加上dsp_asm_init();  dsp_asm_test();即可。
2，实验现象

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

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

64点FFT运算结果图（局部）：

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

     lBUFMAG[1] 对应 50Hz谐波幅值。

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

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

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

     lBUFMAG[2] 对应 2×25 =50Hz谐波幅值

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

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

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

1024点FFT运算结果图（局部）：

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

     lBUFMAG[10] 对应 10×5 =50Hz谐波幅值

     lBUFMAG[500] 对应 500×5=2500Hz谐波幅值

     lBUFMAG[510] 对应 510×5=2550Hz谐波幅值

0 }- v5 K& L/ |0 k* }

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

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