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版本 | 日期 | 作者 | 修改内容 |
V1.0 | 2020-04-21 | gingko | 初次建立 |
STM32CbeMX教程四十一——DSP_MATH实验
1. 新建工程:在主界面选择File–>New Project 或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR
2. 出现芯片型号选择,搜索自己芯片的型号,双击型号,或者点击Start Project进入配置
在搜索栏的下面,提供的各种查找方式,可以选择芯片内核、型号等等,可以帮助你查找芯片。本实验选取的芯片型号为:STM32F407IGTx。
3. 配置RCC,使用外部时钟源
4. 配置调试引脚
5. 将LED对应的3个引脚(PI5,PI6,PI7)设置为GPIO_Output
6. 引脚模式配置
7. 设置串口
8设置定时器
9. 时钟源设置,选择外部高速时钟源,配置为最大主频
10. 工程文件的设置, 这里就是工程的各种配置 我们只用到有限几个,其他的默认即可 IDE我们使用的是 MDK5
11. 点击Code Generator,进行进一步配置
Copy all used libraries into the project folder
将HAL库的所有.C和.H都复制到所建工程中
Copy only the necessary library files
只复制所需要的.C和.H(推荐)
Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file
不复制文件,直接从软件包存放位置导入.C和.H
自行选择方式即可
12. 然后点击GENERATE CODE 创建工程
创建成功,打开工程。
实验四十一:DSP_MATH实验
一、 实验目的与意义
了解STM32 DSP_MATH结构。
了解STM32 DSP_MATH特征。
掌握DSP_MATH使用方法。
掌握STM32 DSP_MATH库的配置方法
掌握Keil MDK集成开发环境使用方法。
二、 实验设备及平台
-
-
Micro USB线缆。
Keil MDK 开发平台。
STM32CubeMX开发平台。
装有WIN XP(及更高版本)系统的计算机。
三、 实验原理
1、FPU简介
2、DSP库的使用
STM32F4的Cortex-M4内核不仅内置硬件FPU单元,还支持DSP多种指令集,比如支持单周期乘加指令(MAC)、优化的单指令多数据指令(SIMD)等。因此Cortex-M4执行所有的DSP指令集都可以在单周期内完成,而Cortex-M3和M0需要多个指令和多个周期才能完成同样的功能。比如开方运算,M3和M0只能通过迭代法(标准数学函数库)计算,而M4F直接调用VSQRT指令完成。
(1)获取DSP库
(2)DSP库简介
STM32F4的内核CortexM4F采用小端模式,所以选择:arm_cortexM4lf_math.lib(浮点Cortex-M4小端模式)。
四、 实验程序
1. 硬件FPU功能的开启
#de-fi-ne __CM4_REV 0x0001U /*!< Core revision r0p1 */
#de-fi-ne __MPU_PRESENT 1U /*!< STM32F4XX provides an MPU */
#de-fi-ne __NVIC_PRIO_BITS 4U /*!< STM32F4XX uses 4 Bits for the Priority Levels */
#de-fi-ne __Vendor_SysTickConfig 0U /*!< Set to 1 if different SysTick Config is used */
#de-fi-ne __FPU_PRESENT 1U /*!< FPU present */
#define __FPU_USED 1U
2. DSP库编程环境搭建
首先添加库文件。在工程目录下新建DSP_LIB文件夹用于存放库文件。然后把arm_cortexM4lf_math.lib和相关头文件(路径STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0\ Libraries\CMSIS\Include 里的文件)拷贝到DSP_LIB文件夹中。
-
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。
添加好文件之后,需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。打开工程属性设置面板,然后点击”C/C++“选项卡,点击对号处,弹出include path设置面板。添加”..\DSP_LIB“和“..\DSP_LIB\Include“两个路径。
2、CC_ARM
* 3、ARM_MATH_MATRIX_CHECK
* 4、ARM_MATH_ROUNDING
* 添加方法是打开工程属性设置面板,然后点击”C/C++“选项卡,在“Preprocessor Symbols“下的”Define:”文本框中进行添加。两个宏之间用“,”隔开。
=== 3. 主函数 ===
* 主函数中通过定时器计时,计算在普通模式下浮点数的计算所用时间与DSP模式下计算浮点数所用时间相对比,将结果打印在屏幕上,显而易见,DSP模式所花费的时间更少。
<code c>
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
int i,j;
int res;
float time[2];
static int error_flag = 0;
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration——————————————————–*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_TIM3_Init();
MX_UART4_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
usart4.initialize(115200);
usart4.printf(“\x0c”);
usart4.printf(“\033[1;32;40m”);
usart4.printf(“Hello, I am iCore4!\r\n\r\n”);
usart4.printf(“DSP BasicMath TEST……\r\n”);
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
timeout = 0;
HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3,0);
for(j = 0;j < 10000;j++){
for(i = 0;i < MAX_BLOCKSIZE;i ++){
res = SinCos_Test(testInput_f32[i],0);
if(res != 0)error_flag ++;
}
}
time[0] = HAL_TIM_GET_COUTER(&htim3)+ timeout*5000;
timeout = 0;
HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3,0);
for(j = 0;j < 10000;j++){
for(i = 0;i < MAX_BLOCKSIZE;i ++){
res = SinCos_Test(testIput_f32[i],1);
if(res != 0)error_flag ++;
}
}
time[1] = __HAL_TIM_GET_COUTER(&htim3)+ timeout*5000;
if(error_flag == 0){
usart4.printf("*NO DSP MATH LIB runtime:%0.1fms *USE DSP MATHLIB runtime:%0.1fms\r",time[0]/10,time[1]/10);
LED_GREEN_ON;
LED_RED_OFF;
LED_BLUE_OFF;
}
else{
usart4.printf("Error\r");
LED_GREEN_OFF;
LED_RED_ON;
LED_BLUE_OFF;
}
}
</code>
4. 计算函数
int SinCos_Test(float testInput,unsigned char mode)
{
float Sinx,Cosx;
float Result;
switch (mode){
case 0: //不适用DSP_MATH库
Sinx = sinf(testInput);
Cosx = cosf(testInput);
Result = Sinx*Sinx + Cosx*Cosx;
Result = fabsf(Result-1.0f);
if(Result > DELTA)return -1;
break;
case 1://使用DSP_MATH库
Sinx = arm_sin_f32(testInput);
Cosx = arm_cos_f32(testInput);
Result = Sinx*Sinx + Cosx*Cosx;
Result = fabsf(Result-1.0f);
if(Result > DELTA)return -1;
break;
default:
break;
}
return 0;
}
}
time[0] = __HAL_TIM_GET_COUTER(&htim3)+ timeout*5000;
timeout = 0;
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3,0);
for(j = 0;j < 10000;j++){
for(i = 0;i < MAX_BLOCKSIZE;i ++){
res = SinCos_Test(testIput_f32[i],1);
if(res != 0)error_flag ++;
}
}
time[1] = __HAL_TIM_GET_COUTER(&htim3)+ timeout*5000;
if(error_flag == 0){
usart4.printf("*NO DSP MATH LIB runtime:%0.1fms *USE DSP MATHLIB runtime:%0.1fms\r",time[0] / 10, time[1] / 10);
LED_GREEN_ON;
LED_RED_OFF;
LED_BLUE_OFF;
}
else{
usart4.printf("Error\r");
LED_GREEN_OFF;
LED_RED_ON;
LED_BLUE_OFF;
}
}
5. 启动定时器计数模式
五、 实验步骤
把仿真器与iCore3的SWD调试口相连(直接相连或者通过转接器相连);
把iCore3通过Micro USB线与计算机相连,为iCore3供电;
打开Keil MDK 开发环境,并打开本实验工程;
烧写程序到iCore3上;
也可以进入Debug模式,单步运行或设置断点验证程序逻辑;
打开串口软件,显示运行结果。
六、 实验现象