【STM32F407的DSP教程】第20章 DSP復數運算-模平方，乘法和復數乘實數

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第20章 DSP復數運算-模平方，乘法和復數乘實數

本期教程主要講解復數運算中的模平方，乘法和復數乘實數。

20.1 初學者重要提示

20.2 DSP基礎運算指令

20.3 復數模平方（ComplexMagSquared）

20.4 復數乘法（ComplexMultComplex）

20.5 復數乘實數（ComplexMultComplex）

20.6 實驗例程說明（MDK）

20.7 實驗例程說明（IAR）

20.8 總結

20.1 初學者重要提示

復數運算比較重要，后面FFT章節要用到，如果印象不深的話，需要溫習下高數知識了。

20.2 DSP基礎運算指令

本章用到的DSP指令在前面章節都已經講解過。

20.3 復數模平方（ComplexMagSquared）

這部分函數用於復數求模平方，公式描述如下：

for(n=0; n<numSamples; n++) {

pDst[n] = pSrc[(2*n)+0]^2 + pSrc[(2*n)+1]^2;

}

用代數式來表示模平方：

a+bi模平方 = a² + b² 。

20.3.1 函數arm_cmplx_mag_squared_f32

函數原型：

void arm_cmplx_mag_f32(

const float32_t * pSrc,

float32_t * pDst,

uint32_t numSamples)

函數描述：

這個函數用於浮點數類型的復數求模平方。

函數參數：

第1個參數是源數據地址。
第2個參數是求模平方后的數據地址。
第3個參數是要求解的復數個數。

注意事項：

數組pSrc中存儲的數據格式是（實部，虛部，實部，虛部……………），一定要按照這個順序存儲數據，比如數據1-j，j，2+3j這個三個數在數組中的存儲格式就是：pSrc[6] = {1, -1, 0, 1, 2, 3}（注意第三個數據是0）。而模值的結果存到pDst里面。

20.3.2 函數arm_cmplx_mag_squared_q31

函數原型：

void arm_cmplx_mag_squared_q31(

const q31_t * pSrc,

q31_t * pDst,

uint32_t numSamples)

函數描述：

這個函數用於定點數Q31類型的復數求模平方。

函數參數：

第1個參數是源數據地址。
第2個參數是求模平方后的數據地址。
第3個參數是要求解的復數個數。

注意事項：

兩個1.31格式的定點數相乘為2.62，程序中將此結果做了放縮，此函數的最終結果轉換后為3.29。
數組pSrc中存儲的數據格式是（實部，虛部，實部，虛部……………），一定要按照這個順序存儲數據，比如數據1-j，j，2+3j這個三個數在數組中的存儲格式就是：pSrc[6] = {1, -1, 0, 1, 2, 3}（注意第三個數據是0）。而模值的結果存到pDst里面。

20.3.3 函數arm_cmplx_mag_squared_q15

函數原型：

void arm_cmplx_mag_squared_q15(

const q15_t * pSrc,

q15_t * pDst,

uint32_t numSamples)

函數描述：

這個函數用於定點數Q15類型的復數求模平方。

函數參數：

第1個參數是源數據地址。
第2個參數是求模平方后的數據地址。
第3個參數是要求解的復數個數。

注意事項：

兩個1.15格式的定點數相乘為2.30，程序中將此結果做了放縮，此函數的最終結果轉換后為3.13。
數組pSrc中存儲的數據格式是（實部，虛部，實部，虛部……………），一定要按照這個順序存儲數據，比如數據1-j，j，2+3j這個三個數在數組中的存儲格式就是：pSrc[6] = {1, -1, 0, 1, 2, 3}（注意第三個數據是0）。而模值的結果存到pDst里面。

20.3.4 使用舉例

程序設計：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: DSP_MagSquared
*    功能說明: 復數模的平方
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void DSP_MagSquared(void)
{
    uint8_t i;
    float32_t pSrc[10] = {1.1f, 1.1f, 2.1f, 2.1f, 3.1f, 3.1f, 4.1f, 4.1f, 5.1f, 5.1f};
    float32_t pDst[10];
    
    q31_t pSrc1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456, 
                        4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
    q31_t pDst1[10];

    q15_t pSrc2[10] = {5000, 10000, 15000, 20000, 25000,  5000, 10000, 15000, 20000, 25000};
    q15_t pDst2[10];
    
    /***浮點數模平方*******************************************************************************/
    arm_cmplx_mag_squared_f32(pSrc, pDst, 5);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("pDst[%d] = %f\r\n", i, pDst[i]);
    }
    
    /***定點數模平方Q31*******************************************************************************/
    arm_cmplx_mag_squared_q31(pSrc1, pDst1, 5);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("pDst1[%d] = %d\r\n", i, pDst1[i]);
    }
    
    /***定點數模平方Q15*******************************************************************************/
    arm_cmplx_mag_squared_q15(pSrc2, pDst2, 5);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("pDst2[%d] = %d\r\n", i, pDst2[i]);
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: DSP_MatInit
*    功能說明: 矩陣數據初始化
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void DSP_MatInit(void)
{
    uint8_t i;
    
    /****浮點數數組******************************************************************/
    float32_t pDataA[9] = {1.1f, 1.1f, 2.1f, 2.1f, 3.1f, 3.1f, 4.1f, 4.1f, 5.1f};
    
    arm_matrix_instance_f32 pSrcA; //3行3列數據
    
    /****定點數Q31數組******************************************************************/
    q31_t pDataA1[9] = {1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5};
    
    arm_matrix_instance_q31 pSrcA1; //3行3列數據
    
    /****定點數Q15數組******************************************************************/
    q15_t pDataA2[9] = {1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5};
    
    arm_matrix_instance_q15 pSrcA2; //3行3列數據
    
    /****浮點數***********************************************************************/    
    printf("****浮點數******************************************\r\n");
    arm_mat_init_f32(&pSrcA, 3,3, pDataA);
    for(i = 0; i < 9; i++)
    {
        printf("pDataA[%d] = %f\r\n", i, pDataA[i]);
    }
    
    /****定點數Q31***********************************************************************/
    printf("****浮點數******************************************\r\n");
    arm_mat_init_q31(&pSrcA1, 3,3, pDataA1);
    for(i = 0; i < 9; i++)
    {
        printf("pDataA1[%d] = %d\r\n", i, pDataA1[i]);
    }
    
    /****定點數Q15***********************************************************************/
    printf("****浮點數******************************************\r\n");
    arm_mat_init_q15(&pSrcA2, 3,3, pDataA2);
    for(i = 0; i < 9; i++)
    {
        printf("pDataA2[%d] = %d\r\n", i, pDataA2[i]);
    }
}

實驗現象（按下K1按鍵后串口打印模平方）：

20.4 復數乘法（ComplexMultComplex）

這部分函數用於復數乘復數，公式描述如下：

for (n = 0; n < numSamples; n++) {

pDst[(2*n)+0] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+0] - pSrcA[(2*n)+1] * pSrcB[(2*n)+1];

pDst[(2*n)+1] = pSrcA[(2*n)+0] * pSrcB[(2*n)+1] + pSrcA[(2*n)+1] * pSrcB[(2*n)+0];

}

用代數式來表示復數乘法：

（a+bi）*（c+di）=（ac -bd）+（ad+bc）i。

20.4.1 函數arm_cmplx_mult_cmplx_f32

函數原型：

void arm_cmplx_mult_cmplx_f32(

const float32_t * pSrcA,

const float32_t * pSrcB,

float32_t * pDst,

uint32_t numSamples)

函數描述：

這個函數用於浮點數的復數乘復位。

函數參數：

第1個參數是源數據A的地址。
第2個參數是源數據B的地址。
第3個參數是存儲數組A和數組B乘積地址。
第4個參數是要求解的復數個數。

注意事項：

數組pSrcA, pSrcB和pDst中存儲的數據格式是（實部，虛部，實部，虛部……………），源數據A和B一定要按照這個順序存儲數據，比如數據1-j，j，2+3j這個三個數在數組中的存儲格式就是：pSrc[6] = {1, -1, 0, 1, 2, 3}（注意第三個數據是0）。而乘積的結果存到pDst里面。

20.4.2 函數arm_cmplx_mult_cmplx_q31

函數原型：

void arm_cmplx_mult_cmplx_q31(

const q31_t * pSrcA,

const q31_t * pSrcB,

q31_t * pDst,

uint32_t numSamples)

函數描述：

這個函數用於Q31格式定點數的復數乘復數。

函數參數：

第1個參數是源數據A的地址。
第2個參數是源數據B的地址。
第3個參數是存儲數組A和數組B乘積地址。
第4個參數是要求解的復數個數。

注意事項：

兩個1.31格式的定點數相乘為2.62，程序中將此結果做了放縮，此函數的最終結果轉換后為3.29。
數組pSrcA, pSrcB和pDst中存儲的數據格式是（實部，虛部，實部，虛部……………），源數據A和B一定要按照這個順序存儲數據，比如數據1-j，j，2+3j這個三個數在數組中的存儲格式就是：pSrc[6] = {1, -1, 0, 1, 2, 3}（注意第三個數據是0）。而乘積的結果存到pDst里面。

20.4.3 函數arm_cmplx_mult_cmplx_q15

函數原型：

void arm_cmplx_mult_cmplx_f32(

const float32_t * pSrcA,

const float32_t * pSrcB,

float32_t * pDst,

uint32_t numSamples)

函數描述：

這個函數用於Q15格式定點數的復數乘復數。

函數參數：

第1個參數是源數據A的地址。
第2個參數是源數據B的地址。
第3個參數是存儲數組A和數組B乘積地址。
第4個參數是要求解的復數個數。

注意事項：

兩個1.15格式的定點數相乘為2.30，程序中將此結果做了放縮，此函數的最終結果轉換后為3.13。
數組pSrcA, pSrcB和pDst中存儲的數據格式是（實部，虛部，實部，虛部……………），源數據A和B一定要按照這個順序存儲數據，比如數據1-j，j，2+3j這個三個數在數組中的存儲格式就是：pSrc[6] = {1, -1, 0, 1, 2, 3}（注意第三個數據是0）。而乘積的結果存到pDst里面。

20.4.4 使用舉例

程序設計：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: DSP_CmplxMult
*    功能說明: 復數乘法
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void DSP_CmplxMult(void)
{
    uint8_t i;
    float32_t pSrcA[10] = {1.1f, 1.2f, 2.1f, 2.2f, 3.1f, 3.2f, 4.1f, 4.2f, 5.1f, 5.2f};
    float32_t pSrcB[10] = {1.2f, 1.2f, 2.2f, 2.2f, 3.2f, 3.2f, 4.2f, 4.2f, 5.2f, 5.2f};
    float32_t pDst[10];
    
    q31_t pSrcA1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456, 
                        4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
    q31_t pSrcB1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456, 
                        4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
    q31_t pDst1[10];
    
    q15_t pSrcA2[10] = {5000, 10000, 15000, 20000, 25000,  5000, 10000, 15000, 20000, 25000};
    q15_t pSrcB2[10] = {6000, 11000, 15000, 20000, 25000,  5000, 10000, 15000, 20000, 25000};
    q15_t pDst2[10];
    
    /***浮點數乘法*******************************************************************************/
    arm_cmplx_mult_cmplx_f32(pSrcA, pSrcB, pDst, 5);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("pDst[%d] = %f %fj\r\n", i, pDst[2*i], pDst[2*i+1]);
    }
    
    /***定點數乘法Q31*******************************************************************************/
    arm_cmplx_mult_cmplx_q31(pSrcA1, pSrcB1, pDst1, 5);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("pDst1[%d] = %d %dj\r\n", i, pDst1[2*i], pDst1[2*i+1]);
    }
    
    /***定點數乘法Q15*******************************************************************************/
    arm_cmplx_mult_cmplx_q15(pSrcA2, pSrcB2, pDst2, 5);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("pDst1[%d] = %d %dj\r\n", i, pDst2[2*i], pDst2[2*i+1]);
    }
}

實驗現象（按下K2按鍵后串口打印復數乘法）：

20.5 復數乘實數（ComplexMultReal）

這部分函數用於復數乘實數，公式描述如下：

for(n=0; n<numSamples; n++) {

pCmplxDst[(2*n)+0] = pSrcCmplx[(2*n)+0] * pSrcReal[n];

pCmplxDst[(2*n)+1] = pSrcCmplx[(2*n)+1] * pSrcReal[n];

}

用代數式來表示復數乘法：

a*（c+di）=ac+adi。

20.5.1 函數arm_cmplx_mult_real_f32

函數原型：

void arm_cmplx_mult_real_f32(

const float32_t * pSrcCmplx,

const float32_t * pSrcReal,

float32_t * pCmplxDst,

uint32_t numSamples)

函數描述：

這個函數用於浮點數的復數乘實數。

函數參數：

第1個參數是復數的源地址。
第2個參數是實數的源地址。
第3個參數是復數和實數乘積地址。
第4個參數是要進行復數乘實數的個數。

注意事項：

數組pSrcCmplx和pCmplxDst中存儲的數據格式是（實部，虛部，實部，虛部……………），源數據pSrcCmplx一定要按照這個順序存儲數據，比如數據1-j，j，2+3j這個三個數在數組中的存儲格式就是：pSrc[6] = {1, -1, 0, 1, 2, 3}（注意第三個數據是0）。而乘積的結果存到pCmplxDst里面。

20.5.2 函數arm_cmplx_mult_real_q31

函數原型：

void arm_cmplx_mult_real_q31(

const q31_t * pSrcCmplx,

const q31_t * pSrcReal,

q31_t * pCmplxDst,

uint32_t numSamples)

函數描述：

這個函數用於Q31格式定點數的復數乘實數。

函數參數：

第1個參數是復數的源地址。
第2個參數是實數的源地址。
第3個參數是復數和實數乘積地址。
第4個參數是要進行復數乘實數的個數。

注意事項：

輸出結果做了飽和運算，輸出范圍[0x80000000 0x7FFFFFFF]。
數組pSrcCmplx和pCmplxDst中存儲的數據格式是（實部，虛部，實部，虛部……………），源數據pSrcCmplx一定要按照這個順序存儲數據，比如數據1-j，j，2+3j這個三個數在數組中的存儲格式就是：pSrc[6] = {1, -1, 0, 1, 2, 3}（注意第三個數據是0）。而乘積的結果存到pCmplxDst里面。

20.5.3 函數arm_cmplx_mult_real_q15

函數原型：

void arm_cmplx_mult_real_q15(

const q15_t * pSrcCmplx,

const q15_t * pSrcReal,

q15_t * pCmplxDst,

uint32_t numSamples)

函數描述：

這個函數用於Q15格式定點數的復數乘實數。

函數參數：

第1個參數是復數的源地址。
第2個參數是實數的源地址。
第3個參數是復數和實數乘積地址。
第4個參數是要進行復數乘實數的個數。

注意事項：

輸出結果做了飽和運算，輸出范圍[0x8000 0x7FFF]。
數組pSrcCmplx和pCmplxDst中存儲的數據格式是（實部，虛部，實部，虛部……………），源數據pSrcCmplx一定要按照這個順序存儲數據，比如數據1-j，j，2+3j這個三個數在數組中的存儲格式就是：pSrc[6] = {1, -1, 0, 1, 2, 3}（注意第三個數據是0）。而乘積的結果存到pCmplxDst里面。

20.5.4 使用舉例

程序設計：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: DSP_CmplxMultReal
*    功能說明: 復數乘實數
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void DSP_CmplxMultReal(void)
{
    uint8_t i;
    float32_t pSrcCmplx[10] = {1.1f, 1.2f, 2.1f, 2.2f, 3.1f, 3.2f, 4.1f, 4.2f, 5.1f, 5.2f};
    float32_t pSrcReal[5] = {1.2f, 1.2f, 2.2f, 2.2f, 3.2f};
    float32_t pCmplxDst[10];
    
    q31_t pSrcCmplx1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456, 3*268435456, 
                        4*268435456, 4*268435456, 5*268435456, 5*268435456};
                        
    q31_t pSrcReal1[10] = {1*268435456, 1*268435456, 2*268435456, 2*268435456, 3*268435456};
    q31_t pCmplxDst1[10];
    
    q15_t pSrcCmplx2[10] = {14000, 16000, 20000, 20000, 30000, 31000, 12000, 13000, 14000, 25000};
    q15_t pSrcReal2[10] =  {15000, 17000, 20000, 20000, 30000};
    q15_t pCmplxDst2[10];
    
    /***浮點數*******************************************************************************/
    arm_cmplx_mult_cmplx_f32(pSrcCmplx, pSrcReal, pCmplxDst, 5);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("pCmplxDst[%d] = %f %fj\r\n", i, pCmplxDst[2*i], pCmplxDst[2*i+1]);
    }
    
    /***定點數Q31*******************************************************************************/
    arm_cmplx_mult_cmplx_q31(pSrcCmplx1, pSrcReal1, pCmplxDst1, 5);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("pCmplxDst1[%d] = %d %dj\r\n", i, pCmplxDst1[2*i], pCmplxDst1[2*i+1]);
    }
    
    /***定點數Q15*******************************************************************************/
    arm_cmplx_mult_cmplx_q15(pSrcCmplx2, pSrcReal2, pCmplxDst2, 5);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("pCmplxDst2[%d] = %d %dj\r\n", i, pCmplxDst2[2*i], pCmplxDst2[2*i+1]);
    }
}

實驗現象（按下K3按鍵后串口打印實數乘復數）：

20.6 實驗例程說明（MDK）

配套例子：

V6-215_DSP復數運算（模平方，復數乘復數和復數乘實數）

實驗目的：

學習DSP復數運算（模平方，復數乘復數和復數乘實數）

實驗內容：

啟動一個自動重裝軟件定時器，每100ms翻轉一次LED2。
按下按鍵K1，串口打函數DSP_MagSquared的輸出數據。
按下按鍵K2，串口打函數DSP_CmplxMult的輸出數據。
按下按鍵K3，串口打函數DSP_CmplxMultReal的輸出數據。

使用AC6注意事項

特別注意附件章節C的問題

上電后串口打印的信息：

波特率 115200，數據位 8，奇偶校驗位無，停止位 1。

詳見本章的3.4 4.4，5.4小節。

程序設計：

系統棧大小分配：

硬件外設初始化

硬件外設的初始化是在 bsp.c 文件實現：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: bsp_Init
*    功能說明: 初始化所有的硬件設備。該函數配置CPU寄存器和外設的寄存器並初始化一些全局變量。只需要調用一次
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 
       STM32F407 HAL 庫初始化，此時系統用的還是F407自帶的16MHz，HSI時鍾:
       - 調用函數HAL_InitTick，初始化滴答時鍾中斷1ms。
       - 設置NVIV優先級分組為4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系統時鍾到168MHz
       - 切換使用HSE。
       - 此函數會更新全局變量SystemCoreClock，並重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用於代碼執行時間測量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默認不開啟，如果要使能此選項，務必看V5開發板用戶手冊第8章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder並開啟 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    bsp_InitKey();        /* 按鍵初始化，要放在滴答定時器之前，因為按鈕檢測是通過滴答定時器掃描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定時器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();   /* 初始化擴展IO */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */        
}

主功能：

主程序實現如下操作：

啟動一個自動重裝軟件定時器，每100ms翻轉一次LED2。
按下按鍵K1，串口打函數DSP_MagSquared的輸出數據。
按下按鍵K2，串口打函數DSP_CmplxMult的輸出數據。
按下按鍵K3，串口打函數DSP_CmplxMultReal的輸出數據。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: main
*    功能說明: c程序入口
*    形    參: 無
*    返 回 值: 錯誤代碼(無需處理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;        /* 按鍵代碼 */
    

    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
    PrintfLogo();    /* 打印例程信息到串口1 */

    PrintfHelp();    /* 打印操作提示信息 */
    

    bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 啟動1個100ms的自動重裝的定時器 */

    /* 進入主程序循環體 */
    while (1)
    {
        bsp_Idle();        /* 這個函數在bsp.c文件。用戶可以修改這個函數實現CPU休眠和喂狗 */

        /* 判斷定時器超時時間 */
        if (bsp_CheckTimer(0))    
        {
            /* 每隔100ms 進來一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }

        ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 讀取鍵值, 無鍵按下時返回 KEY_NONE = 0 */
        if (ucKeyCode != KEY_NONE)
        {
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:            /* K1鍵按下，求模平方 */
                    DSP_MagSquared();
                    break;
                    
                case KEY_DOWN_K2:            /* K2鍵按下，求復數乘復數 */
                    DSP_CmplxMult();
                    break;

                case KEY_DOWN_K3:            /* K3鍵按下，求復數乘實數 */
                    DSP_CmplxMultReal();
                    break;

                default:
                    /* 其他的鍵值不處理 */
                    break;
            }
        }
    }
}

20.7 實驗例程說明（IAR）

配套例子：

V6-215_DSP復數運算（模平方，復數乘復數和復數乘實數）

實驗目的：

學習DSP復數運算（模平方，復數乘復數和復數乘實數）

實驗內容：

啟動一個自動重裝軟件定時器，每100ms翻轉一次LED2。
按下按鍵K1，串口打函數DSP_MagSquared的輸出數據。
按下按鍵K2，串口打函數DSP_CmplxMult的輸出數據。
按下按鍵K3，串口打函數DSP_CmplxMultReal的輸出數據。

上電后串口打印的信息：

波特率 115200，數據位 8，奇偶校驗位無，停止位 1。

詳見本章的3.4 4.4，5.4小節。

程序設計：

系統棧大小分配：

硬件外設初始化

硬件外設的初始化是在 bsp.c 文件實現：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: bsp_Init
*    功能說明: 初始化所有的硬件設備。該函數配置CPU寄存器和外設的寄存器並初始化一些全局變量。只需要調用一次
*    形    參：無
*    返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 
       STM32F407 HAL 庫初始化，此時系統用的還是F407自帶的16MHz，HSI時鍾:
       - 調用函數HAL_InitTick，初始化滴答時鍾中斷1ms。
       - 設置NVIV優先級分組為4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系統時鍾到168MHz
       - 切換使用HSE。
       - 此函數會更新全局變量SystemCoreClock，並重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用於代碼執行時間測量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默認不開啟，如果要使能此選項，務必看V5開發板用戶手冊第8章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder並開啟 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    bsp_InitKey();        /* 按鍵初始化，要放在滴答定時器之前，因為按鈕檢測是通過滴答定時器掃描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定時器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();   /* 初始化擴展IO */
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */        
}

主功能：

主程序實現如下操作：

啟動一個自動重裝軟件定時器，每100ms翻轉一次LED2。
按下按鍵K1，串口打函數DSP_MagSquared的輸出數據。
按下按鍵K2，串口打函數DSP_CmplxMult的輸出數據。
按下按鍵K3，串口打函數DSP_CmplxMultReal的輸出數據。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 數 名: main
*    功能說明: c程序入口
*    形    參: 無
*    返 回 值: 錯誤代碼(無需處理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;        /* 按鍵代碼 */
    

    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
    PrintfLogo();    /* 打印例程信息到串口1 */

    PrintfHelp();    /* 打印操作提示信息 */
    

    bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 啟動1個100ms的自動重裝的定時器 */

    /* 進入主程序循環體 */
    while (1)
    {
        bsp_Idle();        /* 這個函數在bsp.c文件。用戶可以修改這個函數實現CPU休眠和喂狗 */

        /* 判斷定時器超時時間 */
        if (bsp_CheckTimer(0))    
        {
            /* 每隔100ms 進來一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }

        ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 讀取鍵值, 無鍵按下時返回 KEY_NONE = 0 */
        if (ucKeyCode != KEY_NONE)
        {
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:            /* K1鍵按下，求模平方 */
                    DSP_MagSquared();
                    break;
                    
                case KEY_DOWN_K2:            /* K2鍵按下，求復數乘復數 */
                    DSP_CmplxMult();
                    break;

                case KEY_DOWN_K3:            /* K3鍵按下，求復數乘實數 */
                    DSP_CmplxMultReal();
                    break;

                default:
                    /* 其他的鍵值不處理 */
                    break;
            }
        }
    }
}

20.8 總結

本期教程就跟大家講這么多，有興趣的可以深入研究下算法的具體實現。

免責聲明！

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【STM32F407的DSP教程】第20章 DSP復數運算-模平方，乘法和復數乘實數

第20章 DSP復數運算-模平方，乘法和復數乘實數

20.1 初學者重要提示

20.2 DSP基礎運算指令

20.3 復數模平方（ComplexMagSquared）

20.3.1 函數arm_cmplx_mag_squared_f32

20.3.2 函數arm_cmplx_mag_squared_q31

20.3.3 函數arm_cmplx_mag_squared_q15

20.3.4 使用舉例

20.4 復數乘法 （ComplexMultComplex）

20.4.1 函數arm_cmplx_mult_cmplx_f32

20.4.2 函數arm_cmplx_mult_cmplx_q31

20.4.3 函數arm_cmplx_mult_cmplx_q15

20.4.4 使用舉例

20.5 復數乘實數（ComplexMultReal）

20.5.1 函數arm_cmplx_mult_real_f32

20.5.2 函數arm_cmplx_mult_real_q31

20.5.3 函數arm_cmplx_mult_real_q15

20.5.4 使用舉例

20.6 實驗例程說明（MDK）

20.7 實驗例程說明（IAR）

20.8 總結

免責聲明！

20.4 復數乘法（ComplexMultComplex）