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：

3 O/ s0 C" k6 [8 b' O' h       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)。
! q  N3 k. c' c* J4 S- a! O      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：
, b: \% G( H/ w) p; V* C% e

1. 1 /*
   
2.   2 *********************************************************************************************************
   
3.   3 *                                     MICIRUM BOARD SUPPORT PACKAGE
   
4.   4 *
   , K4 i. Y" f! O, j8 j* B
5.   5 *                             (c) Copyright 2007; Micrium, Inc.; Weston, FL
   
6.   6 *
   4 \! F' N) q: l4 V8 E
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.
   ) x% ^) D$ Z4 n# o2 _: G! C
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 */
    ( ~* z1 p' Q% T0 i- Q) j
13. 13
    ) ^  O/ \- \* k- w8 b
14. 14 /*
    5 x# Q- w) B% A" A7 Y. u4 n
15. 15 *********************************************************************************************************
    3 _  }6 Y/ |( X% E: ]3 v
16. 16 *
    ; Z4 l5 ]8 w3 s+ U; W" s) l1 ~6 f
17. 17 *                                        BOARD SUPPORT PACKAGE
    
18. 18 *
    - d/ |0 Z/ U9 @2 \/ ~5 p) H" X
19. 19 *                                     ST Microelectronics STM32
    
20. 20 *                                              with the
    6 v8 b/ }8 e- K5 N* d3 y, h+ @) l
21. 21 *                                   STM3210B-EVAL Evaluation Board
    * K( A  ~3 ~3 Z0 B, G$ _
22. 22 *
    
23. 23 * Filename      : bsp.c
      l# v: b! `( C
24. 24 * Version       : V1.00
    ( e+ A8 A% \& C, ]" W
25. 25 * Programmer(s) : Brian Nagel
    
26. 26 *********************************************************************************************************
    
27. 27 */
    
28. 28
    
29. 29 /*
    3 Q9 |: j$ Z0 m1 }- b/ B/ B
30. 30 *********************************************************************************************************
    
31. 31 *                                             INCLUDE FILES
    ' u8 s  R9 L2 j) k+ `; W! c9 o' G
32. 32 *********************************************************************************************************
    0 o2 j8 g/ ?: G5 @- |
33. 33 */
    ! C6 X, l* t$ b
34. 34
    5 |. w2 w/ V& x5 s6 A+ f
35. 35 #define  DSP_ASM
    
36. 36 #include "stm32f10x.h"
    
37. 37 #include "dsp_asm.h"
    " Y9 {0 p3 [& f1 V6 i5 x( i
38. 38 #include "stm32_dsp.h"
    
39. 39 #include "table_fft.h"
    
40. 40 #include <stdio.h>
    
41. 41 #include <math.h>
    $ S6 r8 P8 X  M. T. F+ ?
42. 42
    # h( {# j) F- K/ y2 S# K6 J. t
43. 43
    , b1 a/ M* c) l$ h! `
44. 44 /*
    * G: _6 s% i, I/ a6 m4 B
45. 45 *********************************************************************************************************
    
46. 46 *                                           LOCAL CONSTANTS
    / l6 A4 |0 N0 U- G
47. 47 *********************************************************************************************************
    ( B" a/ B- e! y* u( b+ ~
48. 48 */
    
49. 49 #define PI2 6.28318530717959
    
50. 50 #define NPT_1024 1024
    
51. 51 //#define NPT_256 256
    # a+ c" O) `5 `
52. 52 //#define NPT_1024 1024
    
53. 53
    7 A, Z; F/ `% ^$ @
54. 54 // N=64,Fs/N=50Hz,Max(Valid)=1600Hz
    - K' J- V7 i6 g* T! e% X. @" e
55. 55 #ifdef NPT_64
    ; \& p+ I/ _5 Y' z6 c
56. 56 #define NPT 64
    8 w. _7 `( p* ]5 k
57. 57 #define Fs  3200
    
58. 58 #endif
    
59. 59
      L5 R. ]- g2 P. l
60. 60 // N=256,Fs/N=25Hz,Max(Valid)=3200Hz
    
61. 61 #ifdef NPT_256
    
62. 62 #define NPT 256
    
63. 63 #define Fs  6400
    
64. 64 #endif
    ! x; ^5 H# {% r9 ^
65. 65
    
66. 66 // N=1024,Fs/N=5Hz,Max(Valid)=2560Hz
    8 h. x* i, F# k/ @2 f8 ?3 Z
67. 67 #ifdef NPT_1024
    $ ?1 L! X1 Q2 z5 C: l
68. 68 #define NPT 1024
    
69. 69 #define Fs  5120
    
70. 70 #endif
    
71. 71
    
72. 72
    0 U5 {+ I9 z/ @. _: M# A9 A
73. 73 /*
    
74. 74 *********************************************************************************************************
    
75. 75 *                                          LOCAL DATA TYPES
    
76. 76 *********************************************************************************************************
    
77. 77 */
    
78. 78
    ( k& a% @9 {6 @" P. t! |
79. 79
    # q- ?, G7 W( D
80. 80 /*
    2 ?6 d* C+ l6 c- D+ E5 B
81. 81 *********************************************************************************************************
    
82. 82 *                                            LOCAL TABLES
    ) Q( w. V0 D, |2 f' T* z! ]
83. 83 *********************************************************************************************************
    
84. 84 */
    9 l- `2 E+ q# a
85. 85
    
86. 86
    
87. 87 /*
    2 H0 X1 M7 y/ v& Y) p
88. 88 *********************************************************************************************************
    - s& _' X* f0 w, ^- e, y6 B0 A
89. 89 *                                       LOCAL GLOBAL VARIABLES
    
90. 90 *********************************************************************************************************
    
91. 91 */
    2 I, t2 n/ m0 ~( f
92. 92 long lBUFIN[NPT];         /* Complex input vector */
    
93. 93 long lBUFOUT[NPT];        /* Complex output vector */
    ( V, S# V( j' h. w$ C  l
94. 94 long lBUFMAG[NPT];/* Magnitude vector */
    
95. 95 /*
    
96. 96 *********************************************************************************************************
    2 p0 j/ ?5 c  Q# c1 b
97. 97 *                                      LOCAL FUNCTION PROTOTYPES
    " d. Y: ?0 A, N8 W! |
98. 98 *********************************************************************************************************
    4 T# n$ k& Z; o9 H- m, n: @; v
99. 99 */
    4 S2 I( h; a5 @" y+ g# u
100. 100 void dsp_asm_powerMag(void);
     
101. 101
     
102. 102 /*
     
103. 103 *********************************************************************************************************
     - ^: d$ e  E+ d
104. 104 *                                     LOCAL CONFIGURATION ERRORS
     ) Q4 u: F' L( }* ~7 j7 p: |
105. 105 *********************************************************************************************************
     8 n+ N9 U! E0 [0 m2 V! m' q
106. 106 */
     # c# a7 d' Z2 }; N
107. 107
     
108. 108
     
109. 109 /*
       }/ V4 E) M- K6 U( |6 \, U3 y
110. 110 ******************************************************************************************************************************
     
111. 111 ******************************************************************************************************************************
     + o! M# Z2 ?( h
112. 112 **                                         Global Functions
     
113. 113 ******************************************************************************************************************************
     
114. 114 ******************************************************************************************************************************
     
115. 115 */
     * U0 z) F; K; j' F
116. 116
     
117. 117 void  dsp_asm_init()
     
118. 118 {
     9 v1 u6 J9 [) z* H! s  E/ Z
119. 119   u16 i=0;
       i; }. h1 A+ M2 R
120. 120   float fx;
     3 y% B5 X% ]( T  w
121. 121   for(i=0;i<NPT;i++)
     % y" O2 }* s8 E, Y1 l% R2 W
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);
     
124. 124     lBUFIN[i] = ((long)fx)<<16;
       J5 ~; x* U: t5 ]& u* C6 p8 k
125. 125   }
     
126. 126 }
     ; ^$ |9 M2 e- x4 ~$ C
127. 127
     , s, A9 s* X  v. `( ^( ?! B- n
128. 128 void  dsp_asm_test()
     
129. 129 {
     4 a8 |8 F2 n! u5 k/ H8 g0 d4 U& d
130. 130
     8 }- ^5 |- X! ~" ]3 h) I
131. 131 #ifdef NPT_64
     
132. 132   cr4_fft_64_stm32(lBUFOUT, lBUFIN, NPT);
     
133. 133 #endif
     
134. 134
     
135. 135 #ifdef NPT_256
     / }4 {! s4 f: ]+ Y
136. 136   cr4_fft_256_stm32(lBUFOUT, lBUFIN, NPT);
     
137. 137 #endif
     " l: W  _; Y' [4 h9 B
138. 138
     
139. 139 #ifdef NPT_1024
     : k' |$ ]* X! u6 R- G$ I8 Y$ O# {( [! ]
140. 140   cr4_fft_1024_stm32(lBUFOUT, lBUFIN, NPT);
     $ z. a0 p4 a* y! Y2 w7 q( {5 j
141. 141 #endif
     
142. 142
     
143. 143   // 计算幅值
     
144. 144   dsp_asm_powerMag();
     
145. 145   
     
146. 146 }
     
147. 147
     
148. 148 void dsp_asm_powerMag(void)
     
149. 149 {
     
150. 150   s16 lX,lY;
     ! ^9 V7 J$ W' O3 J# _. D" i/ X
151. 151   u32 i;
     
152. 152   for(i=0;i<NPT/2;i++)
     7 K; q- O; l" A
153. 153   {
     0 b9 z4 r$ E/ ~% I1 N9 k; b( l* ~
154. 154     lX  = (lBUFOUT[i] << 16) >> 16;
     # l. |& K# E, U
155. 155     lY  = (lBUFOUT[i] >> 16);
     0 b+ c# }3 p! m5 N( g3 B
156. 156     {
     
157. 157     float X    = NPT * ((float)lX) /32768;
     5 U+ `9 K" X5 ^; B, ~
158. 158     float Y    = NPT * ((float)lY) /32768;
     
159. 159     float Mag = sqrt(X*X + Y*Y)/NPT;
     * m# O6 f' k0 S! V) s& j. G" h
160. 160     lBUFMAG[i]    = (u32)(Mag * 65536);
     . z* z+ {' R& k2 z
161. 161     }
     # T7 i1 ~% ?7 P5 Y5 g' X( |1 ?
162. 162   }
     
163. 163 }

复制代码

1. 1 /*
   
2. 2 *********************************************************************************************************
   * n. X  C3 s0 j) _  ~/ F
3. 3 *                                     MICIRUM BOARD SUPPORT PACKAGE
   
4. 4 *
   5 v1 F" s- g7 `
5. 5 *                             (c) Copyright 2007; Micrium, Inc.; Weston, FL
   
6. 6 *
   ; l- [% Q8 |- P+ t
7. 7 *               All rights reserved.  Protected by international copyright laws.
   8 g( m1 y( P2 C4 T
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.
    . w1 e- o! _# {* W7 s* L' O
11. 11 *********************************************************************************************************
    
12. 12 */
    6 I1 s* P1 [- D8 N
13. 13
    2 G! N! ~3 h& \$ A& {3 q: A
14. 14 /*
    ) g; X1 n, I2 B6 L2 o
15. 15 *********************************************************************************************************
    
16. 16 *
    " F' H8 @0 t8 s. c( q* G
17. 17 *                                        BOARD SUPPORT PACKAGE
    
18. 18 *
    
19. 19 *                                     ST Microelectronics STM32
    6 J: ?$ L: {) {& L
20. 20 *                                              with the
    
21. 21 *                                   STM3210B-EVAL Evaluation Board
    ! m0 H8 m# L( n
22. 22 *
    0 Q5 s" S/ |0 V' U( X1 o+ W
23. 23 * Filename      : bsp.h
    " @, K1 M& H% M
24. 24 * Version       : V1.00
    3 A6 X1 h1 B8 l  Z& D; ?, i0 g  v
25. 25 * Programmer(s) : Brian Nagel
    
26. 26 *********************************************************************************************************
    
27. 27 */
    5 @: t8 N. _$ n5 ^
28. 28
    
29. 29 #ifndef  __DSP_ASM_H__
    $ C' v' j# ~* {- X1 F
30. 30 #define  __DSP_ASM_H__
    
31. 31
    ) l# B6 X' C$ _4 {
32. 32 /*
    + C& W1 X5 ]1 w: M8 ]' D+ u3 J' X
33. 33 *********************************************************************************************************
    7 f. M( k) P0 @. ]
34. 34 *                                               EXTERNS
    
35. 35 *********************************************************************************************************
    
36. 36 */
    
37. 37
    " x8 C- d0 N: y* U* ~
38. 38 #ifdef   DSP_ASM
    ! v# e* [( y$ u" _; \+ W) q
39. 39 #define  DSP_EXT
    
40. 40 #else
    4 j1 W9 z6 U3 v9 d% b, a
41. 41 #define  DSP_EXT  extern
    
42. 42 #endif
    - W  y/ n7 a  v! V/ V
43. 43
    " H/ S# S( ]3 v" H, O5 K% H
44. 44 /*
    
45. 45 *********************************************************************************************************
    8 i( x" S1 S! X3 v9 J
46. 46 *                                             INCLUDE FILES
    
47. 47 *********************************************************************************************************
    2 M: u. @  D* B( S& G
48. 48 */
    * z, J2 Q7 b0 M
49. 49
    
50. 50
    
51. 51
    
52. 52
    
53. 53 /*
    : F+ v  w$ _- K
54. 54 *********************************************************************************************************
    
55. 55 *                                          GLOBAL VARIABLES
    
56. 56 *********************************************************************************************************
    
57. 57 */
    9 w& G0 S1 L( s9 M% E3 |9 [7 u
58. 58
    
59. 59
    
60. 60 /*
    * J( \; ^5 n( C) {& L& n6 s) O
61. 61 *********************************************************************************************************
    
62. 62 *                                               MACRO'S
    # H+ h: H- J) c# J* I9 [5 q
63. 63 *********************************************************************************************************
    ( x+ t6 p7 M, q! O8 _7 O7 R& D1 y7 \
64. 64 */
    ! M3 y6 U5 U) v; K
65. 65
    
66. 66
    
67. 67 /*
    * [2 K  _1 `4 S& O. [
68. 68 *********************************************************************************************************
    
69. 69 *                                            FUNCTION PROTOTYPES
    
70. 70 *********************************************************************************************************
    
71. 71 */
    
72. 72
    , x0 s* T/ s' G9 x
73. 73 void    dsp_asm_test(void);
    9 H/ N8 l- R. _. \4 w
74. 74 void  dsp_asm_init(void);
    
75. 75
    
76. 76 #endif                                                          /* End of module include.                               */

复制代码

! V1 B7 O- r5 `( y! `

     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
7 O" N, y; ?5 i4 i6 {" o& a    float X    = NPT * ((float)lX) /32768;  
: e* u7 h& |/ U, O9 _% |/ l# n    float Y    = NPT * ((float)lY) /32768
# E. {+ E3 i7 `0 S" y( J4 s    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。
9 c9 S! R4 K2 q& i3 C& h     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。
; R. }( M/ c7 t9 h: X0 X  @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

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。