STM32F4三角函数的使用

1万 · 2025-6-16 14:34

在 STM32F4 上使用 sinf 函数（单精度浮点正弦函数）可以通过标准数学库 <math.h> 实现。STM32F4 具有硬件浮点单元 (FPU)，因此可以高效地执行浮点运算。

基本使用方法
包含头文件：

#include <math.h>  // 提供 sinf 函数

启用 FPU（如果尚未启用）：

在 STM32CubeIDE 或类似的开发环境中，确保 FPU 已启用：
在 Project > Properties > C/C++ Build > Settings > MCU Settings 中勾选 Use Floating Point Unit (FPU)（通常选择 Single Precision）。
链接数学库：

在链接器设置中添加 -lm（如果使用 GCC 工具链）。
示例代码：

#include <math.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
float angle = 0.5f;  // 弧度值（例如 0.5 弧度）
float result = sinf(angle);

printf("sin(%f) = %f\n", angle, result);
return 0;
}

注意事项
性能优化：

STM32F4 的 FPU 支持单精度浮点运算，sinf 会比 sin（双精度）更快。
如果需要更高性能，可以考虑使用查表法或近似公式（如泰勒展开）替代标准库函数。
单位转换：

sinf 的参数是弧度，不是角度。如果需要输入角度，需先转换为弧度：
float degrees = 30.0f;
float radians = degrees * (M_PI / 180.0f);  // M_PI 需定义或使用 3.1415926535f
float result = sinf(radians);

数学库支持：

确保工具链正确链接了数学库（例如 GCC 的 -lm 标志）。
示例：使用硬件 FPU 计算正弦值
#include <math.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
HAL_Init();       // 初始化 HAL 库（如果使用 HAL）
SystemClock_Config(); // 配置系统时钟

float angle_deg = 45.0f;
float angle_rad = angle_deg * (3.1415926535f / 180.0f);
float sine_value = sinf(angle_rad);

printf("sin(%.2f°) = %.4f\n", angle_deg, sine_value);
while (1) {}
}

输出结果
对于 angle_deg = 45.0f，输出应为：

sin(45.00°) = 0.7071

替代方案（查表法）
如果需要更快的计算（但牺牲精度），可以预计算正弦表：

float sine_table[360];  // 预计算 0°-359° 的正弦值

void init_sine_table() {
for (int i = 0; i < 360; i++) {
      sine_table[i] = sinf(i * (3.1415926535f / 180.0f));
}
}

float fast_sin(float angle_deg) {
int idx = (int)angle_deg % 360;
return sine_table[idx];
}

总结
使用 sinf 计算单精度浮点正弦值。
确保启用 STM32F4 的 FPU 并链接数学库。
注意弧度与角度的转换。
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