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stm32FFT的C库与汇编

keros@mark 2023-03-17 资讯中心

FFT的DSP实现(TMS320VC5416,汇编)

用CCS编程软件,这是TI公1司DSP的程序编译环境,和C语言编译环境类似,容易上p手3。但是,你在编程的时候最好能找一y些例程来看,这样学起来比0较快,如果你有C语言编程的基础的话就更好了p。另外,硬件方6面需要编程器和开h发板,需要安装驱动。当然,也j可以6不h用硬件编程,CCS有模拟的功能,它利用计1算机的内3存作为8DSP存储器来实现,但是,这种方8法不s能验证你的程序能否在硬件上m正常工z作,是初学者入e门m的最好方4法。 j郡kなwan∮m¢撷u薛écvёkな

如何使用STM32提供的DSP库进行FFT

以一个实例来介绍如何使用STM32提供的DSP库函数进行FFT。

1.FFT运算效率

使用STM32官方提供的DSP库进行FFT,虽然在使用上有些不灵活(因为它是基4的FFT,所以FFT的点数必须是4^n),但其执行效率确实非常高效,看图1所示的FFT运算效率测试数据便可见一斑。该数据来自STM32 DSP库使用文档。

图1 FFT运算效率测试数据

由图1可见,在STM32F10x系列处理器上,如果使用72M的系统主频,进行64点的FFT运算,仅仅需要0.078ms而已。如果是进行1024点的FFT运算,也才需要2.138ms。

2.如何使用STM32提供的DSP库函数

2.1下载STM32的DSP库

大家可以从网上搜索下载得到STM32的DSP库,这里提供一个下载的地址:

;RootFolder=%2fpublic%2fSTe2ecommunities%2fmcu%2fLists%2fcortex%5fmx%5fstm32%2fSTM32F10x%20DSP%20library%2c%20where%20is%20it

2.2添加DSP库到自己的工程项目中

下载得到STM32的DSP库之后,就可以将其添加到自己的工程项目中了。

其中,inc文件夹下的stm32_dsp.h和table_fft.h两个文件是必须添加的。stm32_dsp.h是STM32的DSP库的头文件。

src文件夹下的文件可以有选择的添加(用到那个添加那个即可)。因为我只用到了256点的FFT,所以这里我只添加了cr4_fft_256_stm32.s文件。添加完成后的项目框架如图2所示。

图2 项目框架

2.3模拟采样数据

根据采样定理,采样频率必须是被采样信号最高频率的2倍。这里,我要采集的是音频信号,音频信号的频率范围是20Hz到20KHz,所以我使用的采用频率是44800Hz。那么在进行256点FFT时,将得到44800Hz / 256 = 175Hz的频率分辨率。

为了验证FFT运算结果的正确性,这里我模拟了一组采样数据,并将该采样数据存放到了long类型的lBufInArray数组中,且该数组中每个元素的高16位存储采样数据的实部,低16位存储采样数据的虚部(总是为0)。

为什么要这样做呢?是因为后面要调用STM32的DSP库函数,需要传入的参数规定了必须是这样的数据格式。

下面是具体的实现代码:

1 /******************************************************************

2 函数名称:InitBufInArray()

3 函数功能:模拟采样数据,采样数据中包含3种频率正弦波(350Hz,8400Hz,18725Hz)

4 参数说明:

5 备 注:在lBufInArray数组中,每个数据的高16位存储采样数据的实部,

6 低16位存储采样数据的虚部(总是为0)

7 作者:博客园 依旧淡然()

8 *******************************************************************/

9 void InitBufInArray()

10 {

11 unsigned short i;

12 float fx;

13 for(i=0; iNPT; i++)

14 {

15 fx = 1500 * sin(PI2 * i * 350.0 / Fs) +

16 2700 * sin(PI2 * i * 8400.0 / Fs) +

17 4000 * sin(PI2 * i * 18725.0 / Fs);

18 lBufInArray[i] = ((signed short)fx) 16;

19 }

20 }

其中,NPT是采样点数256,PI2是2π(即6.28318530717959),Fs是采样频率44800。可以看到采样数据中包含了3种频率的正弦波,分别为350Hz,8400Hz和18725Hz。

2.4调用DSP库函数进行FFT

进行256点的FFT,只需要调用STM32 DSP库函数中的cr4_fft_256_stm32()函数即可。该函数的原型为:

void cr4_fft_256_stm32(void *pssOUT, void *pssIN, uint16_t Nbin);

其中,参数pssOUT表示FFT输出数组指针,参数pssIN表示要进行FFT运算的输入数组指针,参数Nbin表示了点数。至于该函数的具体实现,因为是用汇编语言编写的,我也不懂,这里就不妄谈了。

下面是具体的调用实例:

cr4_fft_256_stm32(lBufOutArray, lBufInArray, NPT);

其中,参数lBufOutArray同样是一个long类型的数组,参数lBufInArray就是存放模拟采样数据的采样数组,NPT为采样点数256。

调用该函数之后,在lBufOutArray数组中就存放了进行FFT运算之后的结果数据。该数组中每个元素的数据格式为;高16位存储虚部,低16位存储实部。

2.5计算各次谐波幅值

得到FFT运算之后的结果数据之后,就可以计算各次谐波的幅值了。

下面是具体的实现代码:

1 /******************************************************************

2 函数名称:GetPowerMag()

3 函数功能:计算各次谐波幅值

4 参数说明:

5 备注:先将lBufOutArray分解成实部(X)和虚部(Y),然后计算幅值(sqrt(X*X+Y*Y)

6 作者:博客园 依旧淡然()

7 *******************************************************************/

8 void GetPowerMag()

9 {

10 signed short lX,lY;

11 float X,Y,Mag;

12 unsigned short i;

13 for(i=0; iNPT/2; i++)

14 {

15 lX = (lBufOutArray[i] 16) 16;

16 lY = (lBufOutArray[i] 16);

17 X = NPT * ((float)lX) / 32768;

18 Y = NPT * ((float)lY) / 32768;

19 Mag = sqrt(X * X + Y * Y) / NPT;

20 if(i == 0)

21 lBufMagArray[i] = (unsigned long)(Mag * 32768);

22 else

23 lBufMagArray[i] = (unsigned long)(Mag * 65536);

24 }

25 }

其中,数组lBufMagArray存储了各次谐波的幅值。

STM32F103C8T6利用CMSISDSP库做FFT运算

记录问题:

如果不初始化arm_cfft_instance_f32FFT算出数据无效

小容量产品 用DSP官方库方法 调用arm_cfft_init_f32初始化结构体函数时由于引入arm_common_table.c可能没有优化引入过多的东西导致链接阶段flash放不下

..\OBJ\IIC.axf: Error: L6406E: No space in execution regions with .ANY selector matching usenofp.o(x$fpl$usenofp).

类似以上报错

分析原因:

可能调用arm_cfft_init_f32会引进其他文件包含大数组,导致flash不够用

解决方案:

手动初始化arm_cfft_instance_f32数组

//注销初始化函数手动初始化 最好直接把数组复制出来重命名

介绍数组内容

     bitRevLength = armBitRevIndexTable256_miy的长度

    fftLen fft采样点数

    pTwiddle  手动引用数组,按对应名字 arm_common_table.c 里找twiddleCoef_xxx

    pBitRevTable  手动引用数组,按对应名字 arm_common_table.c 里找 armBitRevIndexTablexxx

具体调试通过的工程分享在网盘:

链接:

提取码:83ya

过期可联系邮箱2502797718@qq.com

stm32g474使用fft

使用

在STM32中对信号进行FFT运算首先需要在程序文件中添加DSP库并将其文件夹加入程序中其中包括头文件与arm_cortexM4lf_math.lib在keil中需要进行如下操作。

对于stm32,MDK下C和汇编如何混合编程

1.最简单的方法:

public static String reverse1(String str)

{

   return new StringBuffer(str).reverse().toString();

}

2.最常用的方法:

public static String reverse3(String s)

 { 

   char[] array = s.toCharArray(); 

  String reverse = "";  //注意这是空串,不是null

   for (int i = array.length - 1; i = 0; i--) 

   reverse += array[i]; 

   return reverse; 

  } 

3.常用方法的变形:

 public static String reverse2(String s)

  int length = s.length(); 

   String reverse = "";  //注意这是空串,不是null

   for (int i = 0; i  length; i++) 

    reverse = s.charAt(i) + reverse;//在字符串前面连接,  而非常见的后面

   return reverse; 

  } 

4.C语言中常用的方法:

 public static String reverse5(String orig)

  char[] s = orig.toCharArray(); 

  int n = s.length - 1; 

  int halfLength = n / 2; 

  for (int i = 0; i = halfLength; i++) { 

    char temp = s[i]; 

   s[i] = s[n - i]; 

   s[n - i] = temp; 

   } 

   return new String(s);  //知道  char数组和String相互转化

  }

学习STM32一定要用到汇编语言吗?我只会C语言怎么办?

学stm32汇编不是必须会用的,但是如果懂汇编,会使你写的c程序有更好的执行效率。

内容拓展:

一、在嵌入式开发中C语言和汇编两种语言相比。汇编作为低级语言,是仅次于机器语言和硬件联系最紧密的语言;而C语言,严格的说也只能算是半个高级语言,相对于其他高级语言来说。

二、这两者比较直观的差异是:汇编语言的实时性非常好,但可读性差,可移植性不强;相反,C语言的可读性强,可移植性高,但实时性相对汇编比较差。

三、利用C语言编写单片机程序,不用考虑程序的初始化地址,不用考虑ACC,PSW以及工作寄存器的保护,不用考虑溢出进位CY。而汇编这些都需要考虑到。

四、当然c语言的简单与方便这是汇编不能比的,个人觉得把单片机c语言和汇编语言结合来编成是最好的。在需要很精确的地方就嵌套一个汇编的子程序,其他就用c语言。

本文标签:stm32FFT的C库与汇编

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