fmodf() 是否会导致 stm32 出现硬故障？

Question

我正在尝试用 2 个正弦波创建调制波形。为此，我需要模数 (fmodf) 来了解具有特定频率 (lo_frequency) 的正弦波在当时 (t) 的振幅。但是当执行以下行时我遇到了硬故障：

j = fmodf(2 * PI * lo_frequency * t, 2 * PI);

你知道为什么这会给我一个 hardfault 吗？

编辑 1：

我用 my_fmodf 交换了 fmodf:

float my_fmodf(float x, float y){
    if(y == 0){
        return 0;
    }
    float n = x / y;
    return x - n * y;
}

但是还是出现hardfault，调试的时候连这个函数都不跳(my_fmodf)。

这是发生此错误的整个函数：

int* create_wave(int* message){
    /* Mixes the message signal at 10kHz and the carrier at 40kHz.
     * When a bit of the message is 0 the amplitude is lowered to 10%.
     * When a bit of the message is 1 the amplitude is 100%.
     * The output of the STM32 can't be negative, thats why the wave swings between
     * 0 and 256 (8bit precision for faster DAC)
     */
    static int rf_frequency = 10000;
    static int lo_frequency = 40000;
    static int sample_rate = 100000;
    int output[sample_rate];
    int index, mix;
    float j, t;
    for(int i = 0; i <= sample_rate; i++){
        t = i * 0.00000001f; // i * 10^-8
        j = my_fmodf(2 * PI * lo_frequency * t, 2 * PI);

        if (j < 0){
            j += (float) 2 * PI;
        }
        index = floor((16.0f / (lo_frequency/rf_frequency * 0.0001f)) * t);
        if (index < 16) {
            if (!message[index]) {
                mix = 115 + sin1(j) * 0.1f;
            } else {
                mix = sin1(j);
            }
        } else {
            break;
        }
        output[i] = mix;
    }
    return output;
}

编辑 2：

我修复了警告：函数 returns address of local variable [-Wreturn-local-addr] 按照“chux - Reinstate Monica”建议的方式。

int* create_wave(int* message){
    static uint16_t rf_frequency = 10000;
    static uint32_t lo_frequency = 40000;
    static uint32_t sample_rate = 100000;
    int *output = malloc(sizeof *output * sample_rate);
    uint8_t index, mix;
    float j, n, t;
    for(int i = 0; i < sample_rate; i++){
        t = i * 0.00000001f; // i * 10^-8
        j = fmodf(2 * PI * lo_frequency * t, 2 * PI);
        if (j < 0){
            j += 2 * PI;
        }
        index = floor((16.0f / (lo_frequency/rf_frequency * 0.0001f)) * t);
        if (index < 16) {
            if (!message[index]) {
                mix = (uint8_t) floor(115 + sin1(j) * 0.1f);
            } else {
                mix = sin1(j);
            }
        } else {
            break;
        }
        output[i] = mix;
    }
    return output;
}

但现在我在这一行遇到了硬错误：

output[i] = mix;

编辑 3：

因为前面的代码包含一个非常大的缓冲区数组，不适合 STM32F303K8 的 16KB SRAM，所以我需要更改它。

现在我使用“乒乓”缓冲区，其中我将 DMA 的回调用于“前半部分传输”和“完全传输”：

void HAL_DAC_ConvHalfCpltCallbackCh1(DAC_HandleTypeDef * hdac){
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET);
    for(uint16_t i = 0; i < 128; i++){
        new_value = sin_table[(i * 8) % 256];
        if (message[message_index] == 0x0){
            dac_buf[i] = new_value * 0.1f + 115;
        } else {
            dac_buf[i] = new_value;
        }
    }
}

void HAL_DAC_ConvCpltCallbackCh1 (DAC_HandleTypeDef * hdac){
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
    for(uint16_t i = 128; i < 256; i++){
        new_value = sin_table[(i * 8) % 256];
        if (message[message_index] == 0x0){
            dac_buf[i] = new_value * 0.1f + 115;
        } else {
            dac_buf[i] = new_value;
        }
    }
    message_index++;
    if (message_index >= 16) {
        message_index = 0;
        // HAL_DAC_Stop_DMA (&hdac1, DAC_CHANNEL_1);
    }
}

它按照我想要的方式工作：

但是创建的正弦频率太低了。我的上限在 20kHz 左右，但我需要 40kHz。我已经将时钟增加了 8 倍，因此时钟已达到最大值：。我仍然可以减少计数器周期（目前为 50），但是当我这样做时，中断回调似乎比下一个周期更长。至少看起来是这样，因为当我这样做时输出变得非常失真。

我还尝试通过仅取第 8 个正弦值来降低精度，但是我不能再这样做了，因为那样输出看起来就不再像正弦波了。

我有什么想法可以优化回调以减少它花费的时间吗？还有其他想法吗？

Answer 1

Does fmodf() cause a hardfault in stm32?

这里是其他代码问题导致的硬故障

编译失败并出现大量警告

最佳代码提示：启用所有警告。
比 Whosebug 更快的反馈。

我希望在一个功能良好的编译器上有类似下面的东西。

return output;
warning: function returns address of local variable [-Wreturn-local-addr]

返回本地对象

不能return 本地数组。改为分配。

// int output[sample_rate];
int *output = malloc(sizeof *output * sample_rate);
return output;

调用代码需要free()指针。

数组访问超出范围

static int sample_rate = 100000;
int output[sample_rate];

// for(int i = 0; i <= sample_rate; i++){
for(int i = 0; i < sample_rate; i++){
    ...
    output[i] = mix;
}

堆栈溢出？

static int sample_rate = 100000; int output[sample_rate];是一个很大的局部变量。也许分配或尝试更小的东西？

高级：精度损失

好fmodf()不失精。要获得更精确的答案，请考虑中间结果的 double 数学。更好的方法涉及更多。

float my_fmodf(float x, float y){
    if(y == 0){
        return 0;
    }
    double n = 1.0 * x / y;
    return (float) (x - n * y);
}

Can I not use any function within another ?

是的。代码还有其他问题。

Answer 2

1 个值每 10uS 仅产生 100kSPS whis 对于这个宏来说并不过分。在我的设计中，我可以毫无问题地生成 > 5MSPS 的信号。通常我有一个缓冲区和循环模式的 DMA。首先，我填充缓冲区并开始生成。当触发半传输 DMA 中断时，我用新数据填充缓冲区的前半部分。传输完成中断被触发，我填充下半部分，这个过程再次重复。

fmodf() 是否会导致 stm32 出现硬故障？

Does fmodf() cause a hardfault in stm32?

c

stm32

fmodf

nucleo

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编辑 2：

编辑 3：