FPU 即浮點運算單元（Float Point Unit）。浮點運算，對于定點 CPU（沒有 FPU 的 CPU）

來說必須要按照 IEEE-754 標準的算法來完成運算，是相當耗費時間的。而對于有 FPU 的 CPU

來說，浮點運算則只是幾條指令的事情，速度相當快。

STM32F4 屬于 Cortex M4F 架構，帶有 32 位單精度硬件 FPU，支持浮點指令集，相對于

Cortex M0 和 Cortex M3 等，高出數十倍甚至上百倍的運算性能。

STM32F4 硬件上要開啟 FPU 是很簡單的，通過一個叫：協處理器控制寄存器（CPACR）

的寄存器設置即可開啟 STM32F4 的硬件 FPU，該寄存器各位描述如圖 51.1.1.1 所示：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖 51.1.1.1 協處理器控制寄存器（CPACR）各位描述

這里我們就是要設置 CP11 和 CP10 這 4 個位，復位后，這 4 個位的值都為 0，此時禁止訪

問協處理器（禁止了硬件 FPU），我們將這 4 個位都設置為 1，即可完全訪問協處理器（開啟

硬件 FPU），此時便可以使用 STM32F4 內置的硬件 FPU 了。CPACR 寄存器這 4 個位的設置，

我們在 system_stm32f4xx_c 文件里面開啟，代碼如下：

void SystemInit(void){/* FPU settings ------------------------------------------------------------*/#if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); /* set CP10 and CP11 Full Access */#endif……//省略部分代碼}

此部分代碼是系統初始化函數的部分內容，功能就是設置 CPACR 寄存器的 20~23 位為 1，

以開啟 STM32F4 的硬件 FPU 功能。從程序可以看出，只要我們定義了全局宏定義標識符

__FPU_PRESENT 以及__FPU_USED 為 1，那么就可以開啟硬件 FPU。其中宏定義標識符

__FPU_PRESENT 用來確定處理器是否帶 FPU 功能，標識符__FPU_USED 用來確定是否開啟FPU 功能。

實際上，因為 F4 是帶 FPU 功能的，所以在我們的 stm32f4xx.h 頭文件里面，我們默認是定

義了__FPU_PRESENT 為 1。大家可以打開文件搜索即可找到下面一行代碼：

#define __FPU_PRESENT 1

但是，僅僅只是說明處理器有 FPU 是不夠的，我們還需要開啟 FPU 功能。開啟 FPU 有兩

種方法，第一種是直接在頭文件 STM32f4xx.h 中定義宏定義標識符__FPU_USED 的值為 1。也

可以直接在 MDK 編譯器上面設置，我們在 MDK5 編譯器里面，點擊

按鈕，然后在 Target

選項卡里面，設置 Floating Point Hardware 為 Use Single Precision，如圖 51.1.1.2 所示：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖 51.1.1.2 編譯器開啟硬件 FPU 選型

經過這個設置，編譯器會自動加入標識符__FPU_USED 為 1。這樣遇到浮點運算就會使用

硬件 FPU 相關指令，執行浮點運算，從而大大減少計算時間。

最后，總結下 STM32F4 硬件 FPU 使用的要點：

1， 設置 CPACR 寄存器 bit20~23 為 1，使能硬件 FPU。

2， MDK 編譯器 Code Generation 里面設置：Use FPU。

經過這兩步設置，我們的編寫的浮點運算代碼，即可使用 STM32F4 的硬件 FPU 了，可以

大大加快浮點運算速度。

轉了等于我會了~真是個小機靈鬼呢~

附：UCOSIII移植過程中，似乎是低版本的不支持FPU,在移植到STM32F4系列時，有浮點計算時任務不執行，在PendSv_Handle中，并未對浮點處理寄存器做進出棧的操作。最新的ucosIII好似更新到了V3.09版本呢，官網的Release文檔也有相關FPU的更新說明，但是我依然選擇在UCOSIIIde V3.0.4版本上更新，借助網絡上前輩的蔭，成功解鎖了UCOSIII移植到STM32F4系列的FPU使用

總結

以上是生活随笔為你收集整理的STM32F4 FPU浮点运算单元的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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