如何使用ST官方的STM32F10X的DSP固件库

STM系列的芯片类似于TI的DSP芯片一样提供库文件
库文件不仅有头文件（对寄存器用英文来替代）还有C语言文件
最常见的比方说你想用到一个定时器
那么你添加TIMEC这个库文件后
里面一定有一个函数叫TIME_Init（xx）用于初始化定时器
比方说如果你用这个定时器进行外部脉冲计数的话
那有一个IO口需要用作定时器的输入
则你需要对IO口和定时器同时进行初始化
芯片的每一个外设都需要使用到时钟，你还需要对时钟进行初始化
这样 *** 作过几次之后，你就基本上知道了使用任何外设的一个基本过程
其需要用到什么功能就可以添加对应功能的C文件即可
由于STM32官方进出对库文件进行更新
尤其是前两年，很多头文件都不断的完善
所以我用的库是35的版本，每次用到这个芯片我都是复制原来的库
主要是自己对其已经很熟悉了
输出路径如果你编译不对，那就重新选择 一遍呗
如果启动功能么有自动添加启动文件，应该是你建立工程的时候选择芯片的问题
C语言是一门语言，就跟英语也是一门语言一样
C语言有他自己的语法，只要你符合他的语法，C语言就是通用的
而不是什么FOR C51还是FOR ARM

这个DSP不能做音频实际上,至少实际不适合,这个是电机运动控制dsp做音频的话首选STM32F4或者C5000系列的DSP
功放肯定要,而且最好有I2S接口的DAC输出能保证音质
耳放和功放都有卖的

STM32F4xx是带有DSP的库，可以实现DSP的运算功能，但是肯定是没有专业的DSP的性能强，但是DSP比stm32要贵不少，如果你处理的数据有处理浮点的这种功能但是不需要性能很强还是可以使用stm32F4系列的单片机。

一、位带 *** 作
在学习51单片机的时候就使用过位 *** 作，通过关键字sbit对单片机IO口进行位定义。但是stm32没有这样的关键字，而是通过访问位带别名区来实现，即将每个比特位膨胀成一个32位字，通过位带别名区指针指向位带区内容。
支持位带 *** 作的两个内存区的范围是：
0x2000_0000‐0x200F_FFFF（SRAM 区中的最低 1MB）
0x4000_0000‐0x400F_FFFF（片上外设区中的最低 1MB）
位带别名区地址=（A&0xF0000000）+0x2000000+(A&0xFFFFF)
其中A为位带区地址，n为该字节的第几位。
这里再不嫌啰嗦地举一个例子：
1 在地址 0x20000000 处写入 0x3355AACC
2 读取地址0x22000008。本次读访问将读取 0x20000000，并提取比特 2，值为 1。
3 往地址 0x22000008 处写 0。本次 *** 作将被映射成对地址 0x20000000 的“读－改－写” *** 作（原子的），把比特2 清 0。
4 现在再读取 0x20000000，将返回 0x3355AAC8（bit[2]已清零）。
注：如果用到位带 *** 作，可以把各个引脚进行位带宏定义，封装在一个头文件里，方便使用引脚。
二、中断
中断其实就是当CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件（外部或内部），引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序（中段子程序）。下面是中断的示意图。

部分中断可屏蔽，部分中断不可屏蔽，每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字，分别控制抢占优先级和响应优先级。只有当抢占优先级相同时，响应优先级高低决定哪个中断被处理（响应式优先级的高低没法中断正在执行的中断程序）。
stm32中的NVIC（嵌套向量中断控制器）属于内核的一个外设，控制着芯片的中断相关功能。
注：中断和事件的区别：
可以这样简单的认为，事件机制提供了一个完全有硬件自动完成的触发到产生结果的通道，不要软件的参与，降低了CPU的负荷，节省了中断资源，提高了响应速度(硬件总快于软件)，是利用硬件来提升CPU芯片处理事件能力的一个有效方法。
三、printf重定向
我们知道C语言中printf函数默认输出设备是显示器，如果要实现在串口或者LCD上显示，必须重定义标准库函数里调用与输出设备相关的函数。一般是在fputc函数里把输出对象改为指向串口或者LCD，这一过程叫做重定向。
四、随机数发生器RNG
STM32F4芯片内部含有一个硬件随机数发生器（RNG），RNG处理器是一个以连续模拟噪声为基础的随机数发生器，提供了一个32位的随机数。使能后，需要检查标志位，判断其是否稳定，稳定后才能使用。RNG结构图如下图所示：

五、AD/DA
STM32的ADC模块，请允许我用如此通俗的语言：普通话 来介绍STM32ADC模块的特色
1、1MHz转换速率、12位转换结果（12位、记住这个12位哈、因为2^12=4096 ，也请记住4096哈）
STM32F103系列：
在56MHz时转换时间为：1μs
在72MHz时转换时间为：117μs
2、转换范围：0～33V （33v---->当你需要将采集的数据用电压来显示的话：设你采集的数据为：x[0~4095],此时的计算公式就为：(x / 4096) 33））
3、ADC供电要求：24V～36 V（可千万别接到 5V 的石榴裙子底下呀）
4、ADC输入范围：VREF-≤ VIN ≤VREF+ (VREF+和VREF-只有LQFP100封装才有)
5、双重模式(带2个ADC的设备): 8种转换模式
6、最多有18个通道：16个外部通道，2个内部通道：连接到温度传感器和内部参考电压(VREFINT = 12V)。通道可以分为规则通道和注入通道，其中规则通道组最多有16路，是一种规规矩矩的通道，具有DMA功能，而注入通道组最多有4路，转换过程中可以中断，还可以在规则通道转换过程中插队。
其转换步骤如下：
• 使能端口时钟和ADC时钟
• 设置ADC通道控制器CCR（ADC模式（独立、双重、三重）、输入时钟分频等）
• 初始化ADC（分辨率、转换模式（单次、连续）、数据对齐方式等）
• 开启ADC
• 读取ADC转换值
测交流电信号要把交流电分压到5V 以内，再把负半周提升到零点以上，用运放做一个加法器（有专用交流电检测用的高精度运放，好像是MCP的），把零点抬高到25V，这样最低点也大于零，最高点不超过5V ，再用单片机在交流电一周期内采40个点，存入内存，计算出各离散值的均方根就是交流电的有效值。
或者把交流信号经（电压跟随器 + 全波整流 ），将负半周期信号反转到正半轴，得到半波交流信号，再用ADC进行测量。
我们来看看STM32之DAC的Resume(简历简介)：

● 2个DAC转换器：每个转换器对应1个输出通道
● 8位或者12位单调输出
● 12位模式下数据左对齐或者右对齐
● 同步更新功能
● 噪声波形生成
● 三角波形生成
● 双DAC通道同时或者分别转换
● 每个通道都有DMA功能
● 外部触发转换
● 输入参考电压VREF+
注：PWM+RC滤波可以模拟DAC的输出方式。
在对DAC的输出频率要求不是太高的情况下，我们一般可以采用PWM+二阶RC滤波来模拟DAC，进行输出。PWM的占
空比来模拟幅值，二阶RC低通滤波电路用来截止谐波（一般只考虑基波即可），通过直流，具体详情如下：
在8位分辨条件下，我们一般要求1次谐波对输出电压的影响不要超过1个位的精度，也就是33/256=001289V。假设VH为33V，VL为0V，那么一次谐波的最大值是233/π=21V，这就要求我们的RC滤波电路提供至少-20lg(21/001289)=-44dB的衰减。STM32的定时器最快的计数频率是168Mhz，部分定时器只有84MHz,以84M为例，8为分辨率的时候，PWM频率为84M/256=328125Khz。如果是1阶RC滤波，则要求截止频率为207Khz，如果为2阶RC滤波，则要求截止频率为2614Khz。
1、PWM频率为328125Khz，那么一次谐波频率就是328125Khz；
2、1阶RC滤波，幅频特性为：-10lg[1+(f/fp)^2]；fp为截止频率。
所以对一阶滤波来说，要达到-44dB的衰减，必须-10lg[1+(f/fp)^2]=-44； 得到f/fp=158486，即fp=328125/158486=207Khz。
3、2阶RC滤波，幅频特性为：-20lg[1+(f/fp)^2]；fp为截止频率。
所以对二阶滤波来说，要达到-44dB的衰减，必须-20lg[1+(f/fp)^2]=-44； 得到f/fp=12549，即fp=328125/12549=2614Khz。
得到截止频率以后，我们可以紧接着求出R、C的值。如下图所示，R35C68=R36C69，fp=1/2πRC。

六、DMA　
DMA，全称为：Direct Memory Access，即直接存储器访问。DMA传输方式无需CPU 直接控制传输，也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场的过程，通过硬件为RAM 与I/O设备开辟一条直接传送数据的通路，能使CPU 的效率大为提高。
STM32F4中 有两个DMA，每个DMA控制器对应8个数据流，每个数据流又对应8个通道，其映射图如下图所示。DMA挂载的时钟为AHB总线,其时钟为72Mhz，所以可以实现高速数据搬运。

DMA的结构框图如下图所示，可以看出DMA各数据流需要仲裁优先级，且拥有FIFO先进先出缓存区（解决目标地址和原地址数据宽度不一致的情况）。

七、高性能计算能力
如下图所示，stm32F4自带DSP处理器，我们可以采用DSP库函数进行浮点运算等计算问题。

我们平常所使用的CPU为定点CPU，意思是进行整点数值运算的CPU。当遇到形如11+11的浮点数运算时，定点CPU就遇到大难题了。对于32位单片机，利用Q化处理能发挥他本身的性能，但是精度和速度仍然不会提高很多。
现在设计出了一个新的CPU，叫做FPU，这个芯片专门处理浮点数的运算，这样处理器就将整点数和浮点数分开来处理，整点数交由定点CPU处理而浮点数交由FPU处理。我们见到过TI的DSP，还有STM32F4系列的带有DSP功能的微控制器。前者笔者没有用过，不作评论，而后者如果需要用到FPU的浮点运算功能，必须要进行一些必要的设置。
八、加密
采用加密处理器CRYP，下面是CRYP的结构框图。

加密算法有AES加解密算法、DES/TDES加解密算法等
九、ART加速
由于生产工艺的限制，当CPU主频显著提高时，Flash的存取速度却只能处于一个较低的水平。
STM32F4有存储器加速（ART），可以使 CPU 频率高达 168 MHz 时在闪存中以 0 个等待周期执行程序。其秘密在于，STM32内部的Flash我记得是128bit的。这样每次读取时ART会把后面3条指令放到队列里。而Flash等待为5WS的话，每执行4条指令则必须停一次，再继续执行后4条指令。反正是性能跟同频的X86差不多顶个70%的样子（指Dothan处理器，纯逻辑运算）。超频我最高测过250MHz，还算比较稳定，结果没出错。再高结果就不对了。

STM32F4是由ST（意法半导体）开发的一种高性能微控制器系列。其采用了90nm的NVM工艺和ART技术（自适应实时存储加速，Adaptive Real-Time MemoryAccelerator）。
ST（意法半导体）推出了以基于ARM® Cortex™-M4为内核的STM32F4系列高性能微控制器，其采用了90 纳米的NVM 工艺和ART（自适应实时存储器加速，Adaptive Real-Time MemoryAccelerator™）。
STM32F4供应商：拍明芯城元器件商城
ART技术使得程序零等待执行，提升了程序执行的效率，将Cortext-M4的性能发挥到了极致，
使得STM32 F4系列可达到210DMIPS@168MHz。
自适应实时加速能够完全释放Cortex-M4 内核的性能；当CPU 工作于所有允许的频率(≤168MHz)时，在闪存中运行的程序，可以达到相当于零等待周期的性能。
STM32F4系列微控制器集成了单周期DSP指令和FPU（floating point unit，浮点单元），提升
了计算能力，可以进行一些复杂的计算和控制。
STM32 F4系列引脚和软件兼容于当前的STM32 F2系列产品。
优点
※兼容于STM32F2系列产品，便于ST的用户扩展或升级产品，而保持硬件的兼容能力。
※集成了新的DSP和FPU指令，168MHz的高速性能使得数字信号控制器应用和快速的产品开发达到了新的水平。提升控制算法的执行速度和代码效率。
※先进技术和工艺
- 存储器加速：自适应实时加速（ART Accelerator™ ）
- 多重AHB总线矩阵和多通道DMA：支持程序执行和数据传输并行处理，数据传输速率非常快
- 90nm工艺
※高性能
- 210DMIPS@168MHz
- 由于采用了ST的ART加速，程序从FLASH运行相当于0等待更多的存储器
- 多达1MB FLASH （将来ST计划推出2MB FLASH的STM32F4）
- 192KB SRAM：128KB 在总线矩阵上，64KB在专为CPU使用的数据总线上高级外设与STM32F2兼容
- USB OTG高速 480Mbit/s
- IEEE1588， 以太网 MAC 10/100
- PWM高速定时器：168MHz最大频率
- 加密/哈希硬件处理器：32位随机数发生器（RNG）
- 带有日历功能的32位RTC：<1 μA的实时时钟，1秒精度
※更多的提升
- 低电压：18V到36V VDD，在某些封装上，可降低至17V
- 全双工I2S
- 12位 ADC：041us转换/24Msps（72Msps在交替模式）
- 高速USART，可达105Mbits/s
- 高速SPI，可达375Mbits/s
- Camera接口，可达54M字节/s

STM32它能够运算跟只会运算是两码事，DSP它就是一块为了运算而生的芯片，两者之间的指令集都不一样，你STM32有很高性能的芯片，那DSP也有啊，况且DSP对算法处理比STM32稳定得多了。可以看看网页链接

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