STM32F4是怎样去使用FPU+DSP库进行FFT运算的

　　测试环境：单片机：STM32F407ZGT6 IDE：Keil5.20.0.0 固件库版本：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0
　　第一部分：使用源码文件的方式，使用void arm_cfft_radix4_f32（const arm_cfft_radix4_instance_f32 * S，float32_t * pSrc）函数进行FFT运算。
　　准备空工程，配置Keil环境。使能STM32F4的FPU单元。
　　开启硬件浮点运算，等效于在C/C++-》define中定义__FPU_USED，__FPU_PRESENT两个宏
　　
　　添加全局宏定义，使能DSP库所有的功能
　　图中STM32F4XX，USE_STDPERIPH_DRIVER是新建工程都会用到的配置宏，
　　其他宏ARM_MATH_CM4，__CC_ARM，ARM_MATH_MATRIX_CHECK，ARM_MATH_ROUNDING
　　
　　向工程中添加使用到的DSP库源码
　　在stm32f4_dsp_stdperiph_libSTM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0LibrariesCMSISDSP_LibSource目录下会有如下目录，都是DSP函数库
　　
　　BasicMathFunctions基本数学函数：提供浮点数的各种基本运算函数，如向量加减乘除等运算。 CommonTablesarm_common_tables.c文件提供位翻转或相关参数表。ComplexMathFunctions复杂数学功能，如向量处理，求模运算的。ControllerFunctions控制功能函数。包括正弦余弦，PID电机控制，矢量Clarke变换，矢量Clarke逆变换等。FastMathFunctions快速数学功能函数。提供了一种快速的近似正弦，余弦和平方根等相比CMSIS计算库要快的数学函数。FilteringFunctions滤波函数功能，主要为FIR和LMS（最小均方根）等滤波函数。 MatrixFunctions矩阵处理函数。包括矩阵加法、矩阵初始化、矩阵反、矩阵乘法、矩阵规模、矩阵减法、矩阵转置等函数。StatisticsFunctions统计功能函数。如求平均值、最大值、最小值、计算均方根RMS、计算方差/标准差等。SupportFunctions支持功能函数，如数据拷贝，Q格式和浮点格式相互转换，Q任意格式相互转换。TransformFunctions变换功能。包括复数FFT（CFFT）/复数FFT逆运算（CIFFT）、实数FFT（RFFT）/实数FFT逆运算（RIFFT）、和DCT（离散余弦变换）和配套的初始化函数。
　　我们需要CommonTables和TransformFunctions的下的部分文件
　　添加到工程如图
　　
　　另外我们需要包含相应的头文件路径，所需的头文件在STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0LibrariesCMSISInclude路径下可以找到
　　1 #include “stm32f4xx_conf.h”
　　2 //位带操作
　　3 #include “sys.h”
　　4 #include “delay.h”
　　5 #include “usart.h”
　　6 //LCD显示屏功能
　　7 #include “Nick_lcd.h”
　　8 #include “Nick_keys.h”
　　9
　　10 #include “arm_math.h”
　　11 #define FFT_LENGTH 1024 //FFT长度，默认是1024点FFT
　　12
　　13 float fft_inputbuf［FFT_LENGTH*2］; //FFT输入输出数组，此数组为arm_cfft_radix4_f32的输入输出数组，前一个元素为实部，后一个为虚部，每两个元素代表一个点。
　　14 float fft_outputbuf［FFT_LENGTH］; //arm_cmplx_mag_f32（） 幅度输出数组
　　15 arm_cfft_radix4_instance_f32 scfft;
　　16
　　17 int main（void）
　　18 {
　　19 delay_init（168）;
　　20 lcd_init（0）; //初始化LCD
　　21 key_init（）;
　　22 uart_init（115200）; //初始化串口波特率为115200
　　23
　　24 arm_cfft_radix4_init_f32（&scfft，FFT_LENGTH，0，1）;//初始化scfft结构体，设定FFT相关参数
　　25
　　26 while（1）
　　27 {
　　28 u32 keyval = （u32）keys_scan（0）;
　　29 if（keyval==1）
　　30 {
　　31 for（int i=0;i《FFT_LENGTH;i++）//生成信号序列
　　32 {
　　33 fft_inputbuf［2*i］=15 + 10*arm_sin_f32（2*PI*i*100/FFT_LENGTH） +
　　34 5.5*arm_sin_f32（2*PI*i*150/FFT_LENGTH）; //生成实部
　　35
　　36 fft_inputbuf［2*i+1］=0;//虚部全部为0
　　37 }
　　38 arm_cfft_radix4_f32（&scfft，fft_inputbuf）; //FFT计算（基4）
　　39 arm_cmplx_mag_f32（fft_inputbuf，fft_outputbuf，FFT_LENGTH）; //把运算结果复数求模得幅值
　　40
　　41 printf（“FFT Result：rn”）;
　　42 for（int i=0;i《FFT_LENGTH;i++）
　　43 {
　　44 printf（“%frn”，fft_outputbuf［i］）;
　　45 }
　　46 }
　　47 delay_ms（60）;
　　48 }
　　49 }
　　代码分析：如代码所示，利用arm_sin_f32函数产生了，一个基波幅度为15，频率100Hz是幅度为10，频率150Hz是幅度为5.5的信号。
　　经过FFT运算后，用arm_cmplx_mag_f32（）函数求出赋值，并通过串口打印出来。
　　编译运行
　　
　　结果分析：
　　对串口收到的数据用matlab绘图，如下
　　
　　如图，基波幅度为：15360/1024 = 15
　　100Hz成分幅度为： 5120*2/1024 = 10
　　150Hz成分幅度为： 2816*2/1024 = 5.5
　　因此所得的结果是正确的。博主目前为测试相位，故在此不做说明。
　　后记，这是使用源码的方式进行操作的，所有源码可跳转，可编辑。但添加麻烦。