单片机FPU实验

单片机 STM32F407开发板DMF407电机开发板平台keil V5.31HSE 为8MHZHSI为16MHZ一、开启FPU主函数int main(void) { uint8_t key; uint8_t i 0; uint8_t autorun 0; float time; char buf[50]; HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */ sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7); /* 设置时钟,168Mhz */ delay_init(168); /* 延时初始化 */ usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */ led_init(); /* 初始化LED */ key_init(); /* 初始化按键 */ lcd_init(); /* 初始化LCD */ btim_timx_int_init(65535, 8400 - 1); /* 10Khz计数频率,最大计时6.5秒超出 */ lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, STM32, RED); lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, FPU TEST, RED); lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, ATOMALIENTEK, RED); lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, KEY0: KEY1:-, RED); /* 显示提示信息 */ lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, KEY2:AUTO/MANUL, RED); /* 显示提示信息 */ delay_ms(1200); julia_clut_init(g_color_map); /* 初始化颜色表 */ while (1) { key key_scan(0); switch (key) { case KEY0_PRES: i; if (i sizeof(zoom_ratio) / 2 - 1)i 0; /* 限制范围 */ break; case KEY1_PRES: if (i)i--; else i sizeof(zoom_ratio) / 2 - 1; break; case KEY2_PRES: autorun !autorun; /* 自动/手动 */ break; default:break; } if (autorun 1) /* 自动时,自动设置缩放因子 */ { i; LED1(0); /* 点亮LED1自动设置 */ if (i sizeof(zoom_ratio) / 2 - 1) { i 0; /* 限制范围 */ } } else { LED1(1); /* 熄灭LED1手动设置 */ } lcd_set_window(0, 0, lcddev.width, lcddev.height); /* 设置窗口 */ lcd_write_ram_prepare(); BTIM_TIMX_INT-CNT 0; /* 重设TIM6定时器的计数器值 */ g_timeout 0; julia_generate_fpu(lcddev.width, lcddev.height, lcddev.width / 2, lcddev.height / 2, zoom_ratio[i]); time BTIM_TIMX_INT-CNT (uint32_t)g_timeout * 65536; sprintf(buf, %s: zoom:%d runtime:%0.1fms\r\n, SCORE_FPU_MODE, zoom_ratio[i], time / 10); lcd_show_string(5, lcddev.height - 5 - 12, lcddev.width - 5, 12, 12, buf, RED); /* 显示当前运行情况 */ printf(%s, buf); /* 输出到串口 */ LED0_TOGGLE(); } }Julia分形图形初始化void julia_clut_init(uint16_t *clut) { uint32_t i 0x00; uint16_t red 0, green 0, blue 0; for (i 0; i ITERATION; i) /* 产生颜色表 */ { /* 产生RGB颜色值 */ red (i * 8 * 256 / ITERATION) % 256; green (i * 6 * 256 / ITERATION) % 256; blue (i * 4 * 256 / ITERATION) % 256; /* 将RGB888,转换为RGB565 */ red red 3; red red 11; green green 2; green green 5; blue blue 3; clut[i] red green blue; } }生成Julia分形图形void julia_generate_fpu(uint16_t size_x, uint16_t size_y, uint16_t offset_x, uint16_t offset_y, uint16_t zoom) { uint8_t i; uint16_t x, y; float tmp1, tmp2; float num_real, num_img; float radius; for (y 0; y size_y; y) { for (x 0; x size_x; x) { num_real y - offset_y; num_real num_real / zoom; num_img x - offset_x; num_img num_img / zoom; i 0; radius 0; while ((i ITERATION - 1) (radius 4)) { tmp1 num_real * num_real; tmp2 num_img * num_img; num_img 2 * num_real * num_img IMG_CONSTANT; num_real tmp1 - tmp2 REAL_CONSTANT; radius tmp1 tmp2; i; } LCD-LCD_RAM g_color_map[i]; /* 绘制到屏幕 */ } } }测试结果二、关闭FPU可见关闭FPU后时间变慢了很多。Julia集Julia Set中文译名朱莉娅集‌是分形几何中最经典、最具视觉美感的分形集合之一由法国数学家加斯顿·朱莉娅在1918年提出是复平面上通过迭代复变函数生成的非线性分形结构。Julia集的生成基于‌二次复迭代函数‌zn1zn2czn1​zn2​c其中c是一个‌固定常数复数‌不同的c会生成完全不同形态的Julia集z_0是复平面上任意一个起点初始值重复迭代后如果z_n的模长始终不超过2不会发散到无穷远那么初始点z_0就属于Julia集否则不属于。从复动力系统的严格定义来看Julia集是‌Fatou集的补集‌是系统产生混沌行为的区域这里初始值的微小扰动会被迭代指数放大呈现出复杂的自相似分形特征。经典Julia分形图案示例不同参数c得到的经典形态c -0.8 0.156i双叶对称分形是最常见的经典Julia集图案c 0.11 0.66i类似龙形的螺旋结构c 0.285 - 0.01i多分枝的雪花状结构四元数Julia分形扩展到四维空间的分形渲染后呈现星云般的立体结构。