使用STM32F4浮点运算(FPU)功能开启+使用DSP库

只看该作者 · 2023-11-20 23:42

涉及到的参数：这里以stm32F4 MDK5.2为例

（1）配置开启FPU功能标志

#define __FPU_PRESENT 1U //在stm32f4xx.h 系统已经配置

#define __FPU_USED 1U //这个在core_cm4.h中，需要配置

由图知，要先判断__CC_ARM 是否定义 ,再判断__TARGET_FPU_VFP是否定义，最后判断__FPU_PRESENT是否已经配置为1，前面3个条件都为真的情况下，才配置__FPU_USED=1；其实可以简单化，直接在用户程序中配置__FPU_USED=1即可；

__CC_ARM： #define __CC_ARM //1 有的系统会自己配置

__TARGET_FPU_VFP：定义设备有FPU功能，所以加入下句：

#define __TARGET_FPU_VFP //1

当然__CC_ARM、__TARGET_FPU_VFP也可以在MDK->Option->C/C++->…中定义，如下图

只看该作者 · 2023-11-20 23:42

(2)浮点配置函数在void SystemInit(void)即在system_stm32f4xx.c中

void SystemInit(void)

{

  /* FPU settings ------------------------------------------------------------*/

  #if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)

SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2));  /* set CP10 and CP11 Full Access */

  #endif

就这一句其实也可以不配置 __FPU_PRESENT 和 __FPU_PRESENT，直接把条件编译给删了，这句程序就有效了;如果有的库不带这几句配置，那么用户自己添加

…………………..

}

只看该作者 · 2023-11-20 23:42

(3)加入头文件

#include “arm_math.h” 使用STM32自带的数学处理函数，同时添加arm_math.h头文件路径，这时编译会报错，提示：#error "Define according the used Cortex core ARM_MATH_CM7, ARM_MATH_CM4, ARM_MATH_CM3, ARM_MATH_CM0PLUS or ARM_MATH_CM0"，是说没有定义内核数学类型，解决，2个方法：

方法1：在MDK软件中配置，我是用的是M4，选择ARM_MATH_CM4

只看该作者 · 2023-11-20 23:43

方法2：用户单独定义一下ARM_MATH_CM4即可

2个方法看用户喜欢哪个

只看该作者 · 2023-11-20 23:50

MDK配置如下图，在浮点运算选项中选择：Use Single Precision

如果选择了Not Used 编译时会报错

只看该作者 · 2023-11-20 23:50

以上配置已经可以使用STM32的浮点运算FPU功能了，测试结果，用2个小数相乘，在线仿真，看反汇编中出现xxx.F32语句，即说明开启了FPU功能

只看该作者 · 2023-11-20 23:50

还有的会在MDK配置C++ define中加上ARM_MATH_MATRIX_CHECK,ARM_MATH_ROUNDING这两个配置

ARM_MATH_ROUNDING是四舍五入功能，可以不加；

ARM_MATH_MATRIX_CHECK是矩阵参数检查功能，可以不加

只看该作者 · 2023-11-20 23:50

5）如果使用STM32自带的dsp运算函数还要添加对应的库函数

以上只是开启STM32内部的硬件FPU浮点运算功能，这里还没有涉及到DSP

要想使用DSP还得做一些处理

加入dsp数学库（加到哪个文件夹下可随意）

只看该作者 · 2023-11-20 23:50

arm_cortexM4lf_math.lib是什么功能呢？

这个是下面具体dsp函数的汇编或由之编译的库，下面的具体功能函数是c编写的，如果直接这样使员工的话，会导致效率变低，所以使用对应的汇编函数实现，可以不关注这个lib文件，如果想了解具体的功能函数，可以参照下面说明，查看具体的.C文件查找对应的函数

arm_cortexM4lf_math.lib已经包含了所有dsp具体功能函数，其实只加入这个就可以了，这个.lib文件是打不开的; 不是必须加入下面对应的.C文件，这里提供.C文件只是让设计者去了解如何调用函数，及内部程序实现步骤

但是反过来不行，如果之加入对应的c文件，而不加入lib文件会编译报错

只看该作者 · 2023-11-20 23:51

官方带的具体功能dsp函数库（这个不必须添加，只是设计者了解，知道函数名）

只看该作者 · 2023-11-20 23:51

使用方法

比如使用正弦sin要加入arm_sin_f32.c（不必须）

余弦cos要加入 arm_cos_f32.c调用（不必须）

这里没有对应的头文件，要加入其它头文件，可以看具体c文件

只看该作者 · 2023-11-20 23:51

只看该作者 · 2023-11-20 23:51

只看该作者 · 2023-11-20 23:51

打开对应的库.c文件，里面有函数名，实际使用得时候就按这个来，不能按以前math.h中对应的函数名了

CosVal=arm_cos_f32(radians);//计算余弦函数

可以只加入arm_cortexM4lf_math.lib文件，然后把对应函数功能的c文件移除工程，继续调用对应的dsp函数，一样的运行

只看该作者 · 2023-11-20 23:51

异常处理：

有时配置FPU不正确，会出现HardFault_Handler，原因是:编译器产生了浮点运算指令，但是硬件没有开启浮点运算功能，这样一运算就错误，要检查一遍配置是否正确

只看该作者 · 2024-7-11 07:26

给瞬间电流提供低阻抗导通路径

只看该作者 · 2024-7-11 08:29

最典型的应用就是放大电路中的高低音频控制

只看该作者 · 2024-7-11 10:25

需要设置电压钳位电路予以保护D3、N3构成的回路

只看该作者 · 2024-7-11 11:28

需要串联一个限流电阻在其中

只看该作者 · 2024-7-11 12:31

当人接触任何东西时，体内的电荷就会放电。