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STMCU小助手
发布时间：2022-7-6 15:05
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DSP简介 STM32F4 采用 Cortex-M4 内核，相比 Cortex-M3 系列除了内置硬件 FPU 单元，在数字信 号处理方面还增加了 DSP 指令集，支持诸如单周期乘加指令（MAC），优化的单指令多数据指 令（SIMD），饱和算数等多种数字信号处理指令集。相比 Cortex-M3，Cortex-M4 在数字信号处 理能力方面得到了大大的提升。Cortex-M4 执行所有的 DSP 指令集都可以在单周期内完成，而 Cortex-M3 需要多个指令和多个周期才能完成同样的功能 以上都不重要。重要的是，它运算快就完了！！！具体多快，我们后面会有相应测试 一、可供移植的DSP文件 STM32F4 的 DSP 库源码和测试实例在 ST 提供的标准库，详细路径为：光盘→8，STM32 参考资料→STM32F4xx 固件库→STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0→Libraries→CMSIS→ DSP_Lib。 DSP_Lib 源码包的 Source 文件夹是所有 DSP 库的源码，Examples 文件夹是相对应的一些 测试实例。这些测试实例都是带 main 函数的，也就是拿到工程中可以直接使用。接下来我们一 一讲解一下 Source 源码文件夹下面的子文件夹包含的 DSP 库的功能。 BasicMathFunctions 基本数学函数：提供浮点数的各种基本运算函数，如向量加减乘除等运算。 CommonTables arm_common_tables.c 文件提供位翻转或相关参数表。 ComplexMathFunctions 复杂数学功能，如向量处理，求模运算的。 ControllerFunctions 控制功能函数。包括正弦余弦，PID 电机控制，矢量 Clarke 变换，矢量 Clarke 逆变换等。 FastMathFunctions 快速数学功能函数。提供了一种快速的近似正弦，余弦和平方根等相比 CMSIS 计算库要快 的数学函数。 FilteringFunctions 滤波函数功能，主要为 FIR 和 LMS（最小均方根）等滤波函数。 MatrixFunctions 矩阵处理函数。包括矩阵加法、矩阵初始化、矩阵反、矩阵乘法、矩阵规模、矩阵减法、 矩阵转置等函数。 StatisticsFunctions 统计功能函数。如求平均值、最大值、最小值、计算均方根 RMS、计算方差/标准差等。 SupportFunctions 支持功能函数，如数据拷贝，Q 格式和浮点格式相互转换，Q 任意格式相互转换。 TransformFunctions 变换功能。包括复数 FFT（CFFT）/复数 FFT 逆运算（CIFFT）、实数 FFT（RFFT）/实数 FFT 逆运算（RIFFT）、和 DCT（离散余弦变换）和配套的初始化函数 !!! 所有这些 DSP 库代码合在一起是比较多的，因此，ST 为我们提了.lib 格式的文件 .lib 格式文件路径：光盘→8，STM32 参考资料→STM32F4xx固件库→STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0→Libraries→CMSIS→Lib→ARM。根据自己的需求选择不同的.lib文件。 我们所用的STM32F4 属于 CortexM4F 内核，小端模式，应选择：arm_cortexM4lf_math.lib(浮点 Cortex-M4 小端模式)。 示例：pandas 是基于NumPy 的一种工具，该工具是为了解决数据分析任务而创建的。 二、arm_cortexM4lf_math.lib 1.可使用的DSP函数 我们打开.lib文件可看到，里面存有编译后的.o文件，也就是提供可使用的DSP函数。 根据函数名可以粗略了解其含义，也可以度娘搜索DSP函数XXX，即可查到其含义。 后续将在实验中一一讲解。 代码如下（示例）：
2.工程移植 1、添加文件。 首先，我们在例程工程目录下新建：DSP_LIB 文件夹，存放我们将要添加的文件：arm_cortexM4lf_math.lib 和相关头文件，然后，打开工程，新建 DSP_LIB 分组，并将 arm_cortexM4lf_math.lib 添加到工程里面。 2、 添加头文件包含路径 添加好.lib 文件后，我们要添加头文件包含路径，将第一步拷贝的 Include 文件夹和 DSP_LIB 文件夹，加入头文件包含路径。 3、 添加全局宏定义 最后，为了使用 DSP 库的所有功能，我们还需要添加几个全局宏定义： 1，__FPU_USED 2，__FPU_PRESENT 3，ARM_MATH_CM4 4，__CC_ARM 5，ARM_MATH_MATRIX_CHECK 6，ARM_MATH_ROUNDING 
这里，两个宏之间用“,”隔开。并且，上面的全局宏里面，我们没有添加__FPU_USED， 因为这个宏定义在 Target 选项卡设置 Code Generation 的时候（上一章有介绍），选择了：Use FPU （如果没有设置 Use FPU，则必须设置！！），故 MDK 会自动添加这个全局宏，因此不需要我们 手动添加了。同时__FPU_PRESENT 全局宏我们 FPU 实验已经讲解，这个宏定义在 stm32f4xx.h 头文件里面已经定义。 这样，在 Define 处 要 输 入 的 所 有 宏 为 ： STM32F40_41xxx,USE_STDPERIPH_DRIVER,ARM_MATH_CM4,__CC_ARM,ARM_MATH_M ATRIX_CHECK,ARM_MATH_ROUNDING 共 6 个。 至此，STM32F4 的 DSP 库运行环境就搭建完成了。特别注意，为了方便调试，本章例程我们将 MDK 的优化设置为-O0 优化，以得到最好的调试效果。 |
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