安裝

參考：

【CLion開發stm32】如何使用DSP庫 - 未知的奇跡 - 博客園

實際上這樣配置會出一點小問題，現對其修改

1. 項目根目錄下新建 DSP_LIB文件夾

將目錄STM32CubeMX\Repository\STM32Cube_FW_G4_V1.6.1\Drivers\CMSIS\DSP下的Include文件夾和Sources文件夾復制到DSP_LIB文件夾中

在Include文件夾中，僅保留arm_common_tables.h，arm_const_structs.h，arm_math.h三個頭文件，刪除其余頭文件。

如果沒有，需要在Software Packs里下載

2. 修改CMakeLists_template.txt文件內容為

include_directories(${includes} DSP_LIB/Include)add_definitions(${defines})file(GLOB_RECURSE SOURCES ${sources} "DSP_LIB/Source/*.c")
list(FILTER SOURCES EXCLUDE REGEX ".*/arm_.*\\.c")

3. 點擊STM32CubeMX中的 GENERATE CODE 重新生成代碼

常用函數講解

兩種類型：

• 浮點類型：
• 定點類型

基本數學運算

// 浮點加法
float32_t arm_add_f32(float32_t a, float32_t b);
// 浮點乘法
float32_t arm_mult_f32(float32_t a, float32_t b);
// 浮點向量加法（逐個元素相加）
void arm_add_f32(const float32_t *pSrcA, const float32_t *pSrcB, float32_t *pDst, uint32_t blockSize);
// 浮點向量乘法（逐個元素相乘）
void arm_mult_f32(const float32_t *pSrcA, const float32_t *pSrcB, float32_t *pDst, uint32_t blockSize);// Q15加法
q15_t arm_add_q15(q15_t a, q15_t b);
// Q15乘法
q15_t arm_mult_q15(q15_t a, q15_t b);
// Q31乘法
q31_t arm_mult_q31(q31_t a, q31_t b);

參數解釋：

• const float32_t *pSrcA：第一個輸入數組指針
• const float32_t *pSrcB：第二個輸入數組指針
• float32_t *pDst：輸出數組指針
• uint32_t blockSize：數組元素個數

快速傅里葉變換（FFT）函數

初始化實例

// 初始化浮點FFT實例
arm_status arm_cfft_init_f32(arm_cfft_instance_f32 *S, uint16_t fftLen);
// 初始化Q15 FFT實例
arm_status arm_cfft_init_q15(arm_cfft_instance_q15 *S, uint16_t fftLen);

參數解釋：

• arm_cfft_instance_f32 *S：FFT實例結構體指針
• uint16_t fftLen：FFT長度（點數）
  • arm_cfft_sR_f32_lenx，x可取大于等于16的2的整數冪，例如 arm_cfft_sR_f32_len16、arm_cfft_sR_f32_len32等?

使用預定義的初始化方法：

const arm_cfft_instance_f32 *fftInstance = &arm_cfft_sR_f32_len256;

核心函數

// 浮點復數FFT/逆FFT
void arm_cfft_f32(const arm_cfft_instance_f32 *S, float32_t *p1, uint8_t ifftFlag, uint8_t bitReverseFlag);
// Q15復數FFT/逆FFT
void arm_cfft_q15(const arm_cfft_instance_q15 *S, q15_t *p1, uint8_t ifftFlag, uint8_t bitReverseFlag);

參數解釋

參數	描述
S	預初始化的FFT實例指針（由arm_cfft_init_f32或預定義實例提供）
p1	復數輸入/輸出數組（實部和虛部交錯存儲，長度為2*fftlen）
ifftFlag	0表示FFT（正變換），1表示IFFT（逆變換）
bitReverseFlag	0表示禁用位反轉，1表示啟用位反轉

幅度計算

// 計算復數FFT結果的幅度(浮點)
void arm_cmplx_mag_f32(float32_t *pSrc, float32_t *pDst, uint32_t numSamples);
// 計算復數FFT結果的幅度(Q15)
void arm_cmplx_mag_q15(q15_t *pSrc, q15_t *pDst, uint32_t numSamples);

參數解釋

• pSrc：FFT復數結果
• pDst：幅度譜
• numSamples：樣本數量

濾波器函數

FIR濾波器

// 浮點FIR初始化
void arm_fir_init_f32(arm_fir_instance_f32 *S, uint16_t numTaps, float32_t *pCoeffs, float32_t *pState, uint32_t blockSize);
// Q15 FIR初始化
void arm_fir_init_q15(arm_fir_instance_q15 *S, uint16_t numTaps, q15_t *pCoeffs, q15_t *pState, uint32_t blockSize);

參數解釋

• arm_fir_instance_f32 *S：FIR濾波器實例指針
• uint16_t numTaps：濾波器系數個數
• float32_t *pCoeffs：濾波器系數數組指針
• float32_t *pState：狀態緩沖區指針
• uint32_t blockSize：每次處理的樣本塊大小

// 浮點FIR濾波
void arm_fir_f32(const arm_fir_instance_f32 *S, float32_t *pSrc, float32_t *pDst, uint32_t blockSize);

參數解釋：

參數	描述
S	由arm_fir_init_f32初始化的FIR實例
pSrc	輸入樣本數組，大小為blockSize
pDst	輸出樣本數組，大小為blockSize
blockSize	要處理的樣本數量，必須與初始化時相同

IIR濾波器

// 浮點IIR初始化
void arm_biquad_cascade_df1_init_f32(arm_biquad_casd_df1_inst_f32 *S, uint8_t numStages, float32_t *pCoeffs, float32_t *pState);// 浮點IIR濾波
void arm_biquad_cascade_df1_f32(const arm_biquad_casd_df1_inst_f32 *S, float32_t *pSrc, float32_t *pDst, uint32_t blockSize);

參數解釋：

參數	說明
*S	??濾波器實例結構體指針??，用于存儲初始化后的配置和狀態。
numStages	??雙二階階段的數量??（即二階濾波器的個數）。
*pCoeffs	??濾波器系數數組??，按?[b0, b1, b2, a1, a2]?順序排列，每組對應一個階段，連續存儲。
*pState	??狀態緩沖區??，用于存儲延遲線數據（如?x[n-1],?y[n-1]?等），大小需為?2 × numStages。

FIR濾波器和IIR濾波器的區別

特性	FIR濾波器	IIR濾波器
??全稱??	Finite Impulse Response	Infinite Impulse Response
??定義??	系統沖激響應在有限時間內衰減為零	系統沖激響應理論上會無限持續
??差分方程??	僅使用輸入信號的歷史值	同時使用輸入和輸出的歷史值
??數學表達式??	y[n] = Σ b?·x[n-k] (k=0 to N-1)	y[n] = Σ b?·x[n-k] - Σ a?·y[n-k]

統計函數

// 求最大值及其索引
void arm_max_f32(float32_t *pSrc, uint32_t blockSize, float32_t *pResult, uint32_t *pIndex);// 求最小值及其索引
void arm_min_f32(float32_t *pSrc, uint32_t blockSize, float32_t *pResult, uint32_t *pIndex);// 求平均值
void arm_mean_f32(float32_t *pSrc, uint32_t blockSize, float32_t *pResult);// 求均方根(RMS)
void arm_rms_f32(float32_t *pSrc, uint32_t blockSize, float32_t *pResult);// 求標準差
void arm_std_f32(float32_t *pSrc, uint32_t blockSize, float32_t *pResult);// 求方差
void arm_var_f32(float32_t *pSrc, uint32_t blockSize, float32_t *pResult);

矩陣運算函數

// 矩陣加法
arm_status arm_mat_add_f32(const arm_matrix_instance_f32 *pSrcA, const arm_matrix_instance_f32 *pSrcB, arm_matrix_instance_f32 *pDst);// 矩陣乘法
arm_status arm_mat_mult_f32(const arm_matrix_instance_f32 *pSrcA, const arm_matrix_instance_f32 *pSrcB, arm_matrix_instance_f32 *pDst);// 矩陣轉置
arm_status arm_mat_trans_f32(const arm_matrix_instance_f32 *pSrc, arm_matrix_instance_f32 *pDst);// 矩陣求逆
arm_status arm_mat_inverse_f32(const arm_matrix_instance_f32 *pSrc, arm_matrix_instance_f32 *pDst);

經典數學函數

// 正弦函數(浮點)
float32_t arm_sin_f32(float32_t x);// 余弦函數(浮點)
float32_t arm_cos_f32(float32_t x);// 平方根
void arm_sqrt_f32(float32_t in, float32_t *pOut);

類型轉換函數

// 浮點到Q15轉換
void arm_float_to_q15(float32_t *pSrc, q15_t *pDst, uint32_t blockSize);// Q15到浮點轉換
void arm_q15_to_float(q15_t *pSrc, float32_t *pDst, uint32_t blockSize);