Keil 中使用 STM32F4xx 硬件浮點單元
一.前言
有工程師反應說 Keil 下無法使用 STM32F4xx 硬件浮點單元， 導致當運算浮點時運算時間過長，還有 一些人反應不知如何使
用芯片芯片內部的復雜數學運算，比如三角函數運算。針對這個部分本文將詳 細介紹如何使用硬件浮點單元以及相關數學運
算。
二．問題產生原因
1. ------對於Keil MDK Version 5 版本， 編譯器已經完全支持STM32F4xx 的FPU（浮點運算單元）， 可以直接 使用芯
片內部的浮點運算單元。
2. ------對於Keil MDK Version 4 版本， 高版本v4， 比如當前keil 官網可下載的v4.74.0.0 版本也已經支持 FPU， 可以直
接使用芯片內部浮點運算。但如果使用低版本 v4， 如 v4.23.0.0 版本， 則需要對軟件進行相應 設置。
三. 如何解決問題
1. 查看手頭 Keil 版本是否支持 FPU，最簡單辦法是進入 Keil 調試界面直接查看 0xE000ED88 地址單元數據， 如果為
0x00F00000， 則說明已經支持 FPU，如下圖所示：
2. 如果0xE000ED88 地址數據為0x00000000，則需要做如下操作：
a. 在 system_stm32f4xx.c 文件中的 systeminit()函數里面添加如下代碼
b. 在工程選項（Project->Options for target "XXXX"）中的 C/C++選項卡的 Define 中加入如下的語句， 見下圖所示：
/* FPU settings ------------------------------------------------------------*/
#if ( FPU_PRESENT == 1) && ( FPU_USED == 1)
SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); /* set CP10 and CP11 Full Access */
#endif
FPU_PRESENT=1, FPU_USED =1。
c. 這樣編譯時就加入了啟動FPU 的代碼， CPU 也就能正確高效的使用FPU 進行簡單的加減乘除了。
3. 進一步說明使用芯片復雜數學運算使用
對於復雜運算，比如三角函數，開方等運算，需要如下設置：
a. 包含 arm_math.h 頭文件。
b. 在工程選項的 C/C++選項卡的 define 中繼續加入語句 ARM_MATH_CM4。
c. 在工程選項的 C/C++選項卡的 define 中繼續加入語句 CC_ARM。
以使用 sin， cos 運算舉例，需要調用 arm_sin_f32()以及 arm_cos_f32()，這兩個函數定義在 arm_sin_f32.c 和
arm_cos_f32.c 中，需要在工程中加入這兩個 c 文件。
在 ST 庫文件包中的文件目錄如下：
在keil安裝目錄下的文件目錄如下：
當用到更多數學運算， 如開根號，三角運算，求絕對值等等，客戶也可以直接在工程中加入 ARM 中 的數學運算庫
arm_cortexM4lf_math.lib，而不需要一個個文件的添加，
在ST庫文件包中的目錄如下：
在 keil 安裝目錄下的文件目錄如下：
\stm32f4_dsp_stdperiph_lib\STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0\Libraries\CMSIS\DSP_Lib\Sou
rce\FastMathFunctions
\Keil\ARM\CMSIS\DSP_Lib\Source\FastMathFunctions
\stm32f4_dsp_stdperiph_lib\STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0\Libraries\CMSIS\Lib\ARM
Keil\ARM\CMSIS\Lib\ARM
四. 結語
從測試效果看當使用了硬件浮點運算單元，數學計算變得簡單高效，可以留給系統更多時間處理其他 控制程序， 有效提升
系統效率，節省時間。