【HC32F448测评】+DSP库配置+FFT分析

dmzdmz666666

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第八篇：DSP库配置+FFT分析

这篇文章将来测评HC32F448的DSP库和FFT

HC32F448内核集成了FPU和DSP，支持完整DSP指令集，我们将用此进行FFT分析，关于FFT及傅里叶变换的相关知识，这里强烈推荐安富莱的《安富莱_STM32-V7开发板_第2版DSP数字信号处理教程（V2.7）》写的非常详细，非常好，给硬汉哥的开源精神点一个大大的赞

要使用DSP，要进行以下配置。

1、添加DSP库，这里我们可以通过CMSIS来配置，比较方便，这里使用的是1.8.0版本

 

2、然后点击魔术棒进行如下配置，要使能FPU，这样添加进来的lib就是arm_cortexM4lf_math.lib

 

4、添加对应的宏定义，使能FPU等功能，可以这么写 HC32F448,USE_DDL_DRIVER,__DEBUG,__TARGET_FPU_VFP,__FPU_PRESENT

 

5、修改stack的大小，stack负责存放函数的参数值，局部变量的值等，由编译器自动分配释放，具体的技术细节可以参考网络，这里就不再说了。因为FFT会涉及到比较多的参数传递和局部变量（我认为），所以要分配比较大的stack，具体是在startup_hc32f448.s进行修改，那具体要给多大呢，这里我自己的一个方法可以参考，不一定权威（参考正点原子的《MAP文件浅析》），但经过测试确实有用。我们在生成的工程里找到output文件夹，里面有 htm 文件，选择那个不是build_log的文件，我这里是Demo.htm

 

其包含了它是编译器在编译代码的时候生成的一个列表文件，包含了整个工程的静态调用图，最大的用处就是可以查看栈深度（最小深度），方便设置栈大小。可以直接由浏览器打开。

 

可以看到，程序的最大栈深度是17088字节，最大栈深时的调用关系为main ⇒ AdcPolling ⇒ FFT ⇒ arm_rfft_fast_f32 ⇒ arm_cfft_f32 ⇒ arm_cfft_radix8by4_f32 ⇒ arm_radix8_butterfly_f32 这也符合常理

不过需要注意的是，这里的最大栈深度仅仅是最低要求（静态栈），因为它并没有统计无栈深的函数（用内存管理）、递归函数、以及无法追踪的函数（函数指针）等所包含的栈（Stack）。

不过它给我们指明了最低需求，我们在分配栈深度的时候，就可以参考这个值来做设置，一般要高于静态栈不少。

我这里设置的FFT点数为4096，这种情况下stack应该是最多的，所以我这里就设置stack为Stack_Size  EQU  0x00005000，有20KB这样在点数取小于4096时，stack也都是足够的。如果运行过程中发现程序卡死，出现HardFault_Handler，可能就是这个设置太小了，至少我遇到的是这种情况。

配置好以后，接下来是程序。

 

这里的程序比较简单，这里就不在赘述了，因为FFT具有对称性，所以最后输出的结果可以只取一半（主要不取一半的话会有问题，目前没法解决）

接下来验证一下，生成一个sin序列，包含一个直流分量，100Hz，200Hz，500Hz的波形，采样率为1024，具体如下

Input_Data_f32 =1+sin(2*3.141592f*100*i/FFT_N)+sin(2*3.141592f*200*i/FFT_N)+sin(2*3.141592f*500*i/FFT_N);

通过串口打印数据，下图是它具体波形

 

然后将其FFT分解，因为采样率为1024，点数为1024，所以其分辨率为1Hz，就是每一个数据就代表一个频率，下图中第1点，第100点 第200点 第500点有尖峰，说明其中含有对应频率的波形，与输入的原始波形所包含的频率一致，FFT正确。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jacktang

DSP库配置+FFT分析的比较经典

观赏桃

有没有测过完成一次FFT需要多少时间呢？

dmzdmz666666

观赏桃 发表于 2023-9-13 16:27 有没有测过完成一次FFT需要多少时间呢？

这个倒是没有测过

 

学学学学学学学

为什么我按着你上面的配置结果到stack那一步会报很多的错，报的错是有写东西重复定义，有些没定义

dmzdmz666666

学学学学学学学 发表于 2023-9-16 12:06 为什么我按着你上面的配置结果到stack那一步会报很多的错，报的错是有写东西重复定义，有些没定义

具体是怎么样的

学学学学学学学

dmzdmz666666 发表于 2023-9-16 16:51 具体是怎么样的

 

liuy5134

楼主，我也是报这种错误，能否给个源代码

liuy5134

我也报很多错，能否给个源代码