STM32中DSP库简单理解和使用-Toy模板网

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STM32中DSP库简单理解和使用

主要参考arm_math.h中的内容编写，以STM32F091为例

一、什么是DSP

数字信号处理（DigitalSignal Processing，简称 DSP ）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科，通过利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。

STM32中添加DSP库主要用于数据的计算和处理，如复数，矩阵，三角函数，插值、求最大值求最小值、fir滤波器和 FFT等。

以下为arm_math.h对于DSP的简介

本用户手册描述了CMSIS DSP软件库，

*一套通用信号处理函数，可用于基于Cortex-M处理器的设备。

*库被划分为许多函数，每个函数覆盖一个特定的类别:

-基本的数学函数

-快速的数学函数

-复杂的数学函数

-过滤器

-矩阵函数

-变形

-电机控制功能

-统计函数

-支持函数

-插值函数

*该库有独立的函数用于操作8位整数、16位整数、32位整数和32位浮点值。

二、大概使用步骤

选择合适lib

首先要搞清楚所使用单片机的端绪是小端还是大端，可以查手册得知是大端还是小端。如STMF091是小端（Little Endian）模式。
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以下为DSP库类型。名称中带l的为小端模式（Little Endian）库，带d的为大端模式（Big Endian）库，带f的为浮点单元，sp代表单精度，dp代表双精度。
以STM32F091为例，则选择在CMSIS中加入arm_cortexM0l_math.lib

*库安装程序在Lib文件夹中包含库的预构建版本。

arm_cortexM7lfdp_math.lib(Cortex-M7，小端序，双精度浮点单元)

arm_cortexM7bfdp_math.lib(Cortex-M7，大端序，双精度浮点单元)

arm_cortexM7lfsp_math.lib (Cortex-M7，小端序，单精度浮点单元)

arm_cortexM7bfsp_math.lib(Cortex-M7，大端序和单精度浮点)

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，浮点单元)

arm_cortexM4bf_math.lib(Cortex-M4，大端序，浮点单元)

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基线，小端序)

arm_ARMv8MMLl_math.lib (Armv8-M主线，小端序)

arm_ARMv8MMLlfsp_math.lib(Armv8-M主线，小端序，单精度浮点单元)

arm_ARMv8MMLld_math.lib (Armv8-M主线，小端序，DSP指令)

arm_ARMv8MMLldfsp_math.lib Armv8-M主线，小端序，DSP指令，单精度浮点单元

引用库

*库函数声明在公共文件arm_math.h中，该文件位于Include文件夹中。

*只需包含此文件并在应用程序中链接适当的库，然后开始调用库函数。该库支持single

*对于具有小端序和大端序的Cortex-M内核，公共头文件 arm_math.h。浮点单元(FPU)变体将使用相同的头文件。

添加预置宏

不同的芯片要添加的预置宏不尽相同，其与处理器型号有关，同样以STM32F091为例，查手册可知，其为Cortex-M0类型
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或者，可以通过下表确认处理器型号

*定义适当的预处理器宏ARM_MATH_CM7或ARM_MATH_CM4或ARM_MATH_CM3或ARM_MATH_CM0或ARM_MATH_CM0plus取决于应用程序中的目标处理器。

*对于Armv8-M内核，定义预处理器宏ARM_MATH_ARMV8MBL或 ARM_MATH_ARMV8MML。

*如果Armv8-M主线内核支持DSP指令，则设置预处理器宏__DSP_PRESENT。

二、具体使用步骤（基于cubmx）

1.使用STM32CubeMX生成Keil5工程

特别注意：点击Project Manager打开工程设置窗口，点击Code Generator选项卡，在STM32Cube Firmware Library Package中选择Copy all used libraries into the project folder。（这样才会在生成的文件中添加DSP库）
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2.选择合适lib和添加

打开keil，双击Drivers/CMSIS，选第三个，添加已经存在的文件
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打开工程下这个路径

选择合适lib加入

如下即为添加成功

2.添加宏定义

点击魔法棒，C/C++选项，添加宏定义，因为f091为Cortex-M0类型，所以添加ARM_MATH_CM0宏定义（注意：宏定义间的符号为英文逗号）
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在C/C++选项卡中,的Include Paths中添加DSP库的路径：\Drivers\CMSIS\DSP\Include

点 OK --> 点OK

3.在相应c文件中引用 arm_math.h就可以使用了

官方有关于HAL库的DSP库例程，大概在此路径下D:\stm3232\STM32Cube_FW_F0_V1.11.4\Drivers\CMSIS\DSP\Examples，同时在工程文件下.Drivers\CMSIS\DSP\Examples也可以看到例程
如果找不到的话，再次推荐一个超超超超超超超超级好用的搜文件软件 everything(点击即可跳转至官方网站，可以挑选适合自己设备的版本下载)

测试

/* 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 */