STM32中DSP庫簡(jiǎn)單理解和使用

主要參考arm_math.h中的內(nèi)容編寫，以STM32F091為例

一、什么是DSP

數(shù)字信號(hào)處理（DigitalSignal Processing，簡(jiǎn)稱 DSP ） 是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng) 域的新興學(xué)科，通過利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、 壓縮、識(shí)別等處理，以得到符合人們需要的信號(hào)形式。

STM32中添加DSP庫主要用于數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理，如復(fù)數(shù)，矩陣，三角函數(shù)，插值、求最大值求最小值、fir濾波器和 FFT等。

以下為arm_math.h對(duì)于DSP的簡(jiǎn)介

本用戶手冊(cè)描述了CMSIS DSP軟件庫，

*一套通用信號(hào)處理函數(shù)，可用于基于Cortex-M處理器的設(shè)備。

*庫被劃分為許多函數(shù)，每個(gè)函數(shù)覆蓋一個(gè)特定的類別:

• -基本的數(shù)學(xué)函數(shù)

• -快速的數(shù)學(xué)函數(shù)

• -復(fù)雜的數(shù)學(xué)函數(shù)

• -過濾器

• -矩陣函數(shù)

• -變形

• -電機(jī)控制功能

• -統(tǒng)計(jì)函數(shù)

• -支持函數(shù)

• -插值函數(shù)

*該庫有獨(dú)立的函數(shù)用于操作8位整數(shù)、16位整數(shù)、32位整數(shù)和32位浮點(diǎn)值。

二、大概使用步驟

選擇合適lib

首先要搞清楚所使用單片機(jī)的端緒是小端還是大端，可以查手冊(cè)得知是大端還是小端。如STMF091是小端（Little Endian）模式。

以下為DSP庫類型。名稱中帶l的為小端模式（Little Endian）庫，帶d的為大端模式（Big Endian）庫，帶f的為浮點(diǎn)單元，sp代表單精度，dp代表雙精度。
以STM32F091為例，則選擇在CMSIS中加入arm_cortexM0l_math.lib

*庫安裝程序在Lib文件夾中包含庫的預(yù)構(gòu)建版本。

• • arm_cortexM7lfdp_math.lib(Cortex-M7，小端序，雙精度浮點(diǎn)單元)
• • arm_cortexM7bfdp_math.lib(Cortex-M7，大端序，雙精度浮點(diǎn)單元)
• • arm_cortexM7lfsp_math.lib (Cortex-M7，小端序，單精度浮點(diǎn)單元)
• • arm_cortexM7bfsp_math.lib(Cortex-M7，大端序和單精度浮點(diǎn))
• • arm_cortexM7l_math.lib (Cortex-M7，小端序)
• • arm_cortexM7b_math.lib (Cortex-M7，大端序)
• • arm_cortexM4lf_math.lib (Cortex-M4，小端序，浮點(diǎn)單元)
• • arm_cortexM4bf_math.lib(Cortex-M4，大端序，浮點(diǎn)單元)
• • arm_cortexM4l_math.lib (Cortex-M4，小端序)
• • arm_cortexM4b_math.lib (Cortex-M4，大端序)
• • arm_cortexM3l_math.lib (Cortex-M3，小端序)
• • arm_cortexM3b_math.lib (Cortex-M3，大端序)
• • arm_cortexM0l_math.lib (Cortex-M0 / Cortex-M0+，小端序)
• • arm_cortexM0b_math.lib (Cortex-M0 / Cortex-M0+，大端序)
• • arm_ARMv8MBLl_math.lib (Armv8-M基線，小端序)
• • arm_ARMv8MMLl_math.lib (Armv8-M主線，小端序)
• • arm_ARMv8MMLlfsp_math.lib(Armv8-M主線，小端序，單精度浮點(diǎn)單元)
• • arm_ARMv8MMLld_math.lib (Armv8-M主線，小端序，DSP指令)
• • arm_ARMv8MMLldfsp_math.lib Armv8-M主線，小端序，DSP指令，單精度浮點(diǎn)單元

引用庫

*庫函數(shù)聲明在公共文件arm_math.h中，該文件位于Include文件夾中。

*只需包含此文件并在應(yīng)用程序中鏈接適當(dāng)?shù)膸欤缓箝_始調(diào)用庫函數(shù)。該庫支持single

*對(duì)于具有小端序和大端序的Cortex-M內(nèi)核，公共頭文件 arm_math.h。浮點(diǎn)單元(FPU)變體將使用相同的頭文件。

添加預(yù)置宏

不同的芯片要添加的預(yù)置宏不盡相同，其與處理器型號(hào)有關(guān)，同樣以STM32F091為例，查手冊(cè)可知，其為Cortex-M0類型

或者，可以通過下表確認(rèn)處理器型號(hào)

*定義適當(dāng)?shù)念A(yù)處理器宏ARM_MATH_CM7或ARM_MATH_CM4或ARM_MATH_CM3或ARM_MATH_CM0或ARM_MATH_CM0plus取決于應(yīng)用程序中的目標(biāo)處理器。

*對(duì)于Armv8-M內(nèi)核，定義預(yù)處理器宏ARM_MATH_ARMV8MBL或 ARM_MATH_ARMV8MML。

*如果Armv8-M主線內(nèi)核支持DSP指令，則設(shè)置預(yù)處理器宏__DSP_PRESENT。

二、具體使用步驟（基于cubmx）

1.使用STM32CubeMX生成Keil5工程

特別注意：點(diǎn)擊Project Manager打開工程設(shè)置窗口，點(diǎn)擊Code Generator選項(xiàng)卡，在STM32Cube Firmware Library Package中選擇Copy all used libraries into the project folder。（這樣才會(huì)在生成的文件中添加DSP庫）

2.選擇合適lib和添加

打開keil，雙擊Drivers/CMSIS，選第三個(gè)，添加已經(jīng)存在的文件

打開工程下這個(gè)路徑

選擇合適lib加入

如下即為添加成功

2.添加宏定義

點(diǎn)擊魔法棒，C/C++選項(xiàng)，添加宏定義，因?yàn)閒091為Cortex-M0類型，所以添加ARM_MATH_CM0宏定義（注意：宏定義間的符號(hào)為英文逗號(hào)）

在C/C++選項(xiàng)卡中,的Include Paths中添加DSP庫的路徑：\Drivers\CMSIS\DSP\Include


點(diǎn) OK --> 點(diǎn)OK

3.在相應(yīng)c文件中引用 arm_math.h就可以使用了

官方有關(guān)于HAL庫的DSP庫例程，大概在此路徑下D:\stm3232\STM32Cube_FW_F0_V1.11.4\Drivers\CMSIS\DSP\Examples，同時(shí)在工程文件下.Drivers\CMSIS\DSP\Examples也可以看到例程
如果找不到的話，再次推薦一個(gè)超超超超超超超超級(jí)好用的搜文件軟件 everything(點(diǎn)擊即可跳轉(zhuǎn)至官方網(wǎng)站，可以挑選適合自己設(shè)備的版本下載)

測(cè)試

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "arm_math.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
float data;
/* USER CODE END PD */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	  data = arm_cos_f32(PI/3) ;
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

理論結(jié)果為0.5，結(jié)果合理，大功告成?。。。。?！
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-553481.html

到了這里，關(guān)于STM32中DSP庫簡(jiǎn)單理解和使用的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！