#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define MAX_DATA_SIZE 200 // 根据实际需求调整 #define LAG_ORDER 2 // 滞后阶数p，可自定义 typedef struct { double data[MAX_DATA_SIZE]; int length; } TimeSeries; // 计算一阶差分 void difference(TimeSeries *input, TimeSeries *output) { output->length = input->length - 1; for(int i=0; i<output->length; i++){ output->data[i] = input->data[i+1] - input->data[i]; } } // 矩阵乘法 (XT*X) void matrix_multiply(double XT[][LAG_ORDER+2], double X[][LAG_ORDER+2], double result[][LAG_ORDER+2], int rows, int cols) { for(int i=0; i<cols; i++){ for(int j=0; j<cols; j++){ result[i][j] = 0; for(int k=0; k<rows; k++){ result[i][j] += XT[i][k] * X[k][j]; } } } } // 矩阵求逆（使用LU分解） int matrix_inverse(double a[][LAG_ORDER+2], double inverse[][LAG_ORDER+2], int n) { double det = 1.0; double temp[n][2*n]; // 创建增广矩阵 for(int i=0; i<n; i++){ for(int j=0; j<n; j++){ temp[i][j] = a[i][j]; } for(int j=n; j<2*n; j++){ temp[i][j] = (i == (j-n)) ? 1.0 : 0.0; } } // 高斯消元 for(int i=0; i<n; i++){ if(temp[i][i] == 0) return 0; // 矩阵不可逆 for(int j=i+1; j<n; j++){ double ratio = temp[j][i]/temp[i][i]; for(int k=0; k<2*n; k++){ temp[j][k] -= ratio * temp[i][k]; } } det *= temp[i][i]; } // 归一化 for(int i=0; i<n; i++){ for(int j=0; j<2*n; j++){ temp[i][j] /= temp[i][i]; } } // 反向替换 for(int i=n-1; i>=0; i–){ for(int j=i-1; j>=0; j–){ double ratio = temp[j][i]; for(int k=0; k<2*n; k++){ temp[j][k] -= ratio * temp[i][k]; } } } // 提取逆矩阵 for(int i=0; i<n; i++){ for(int j=0; j<n; j++){ inverse[i][j] = temp[i][j+n]; } } return 1; } // ADF检验主函数 double adf_test_model2(TimeSeries series) { TimeSeries diff_series; difference(&series, &diff_series); int n = diff_series.length - LAG_ORDER; int cols = LAG_ORDER + 2; // 截距项 + y_{t-1} + 滞后项 // 构建设计矩阵X和响应变量Y double X[n][cols]; double Y[n]; for(int t=0; t<n; t++){ // 截距项 X[t][0] = 1.0; // y_{t-1} X[t][1] = series.data[t + LAG_ORDER]; // 滞后差分项 for(int i=0; i<LAG_ORDER; i++){ X[t][2+i] = diff_series.data[t + LAG_ORDER - 1 - i]; } // 响应变量 Y[t] = diff_series.data[t + LAG_ORDER]; } // 计算(X’X)^-1 double XT[cols][n]; for(int i=0; i<cols; i++){ for(int j=0; j<n; j++){ XT[i][j] = X[j][i]; } } double XTX[cols][cols]; matrix_multiply(XT, X, XTX, n, cols); double inv[cols][cols]; if(!matrix_inverse(XTX, inv, cols)){ return NAN; // 矩阵不可逆 } // 计算beta = (X’X)^-1 X’Y double beta[cols]; for(int i=0; i<cols; i++){ beta[i] = 0; for(int j=0; j<cols; j++){ for(int k=0; k<n; k++){ beta[i] += inv[i][j] * XT[j][k] * Y[k]; } } } // 计算标准误 double residuals[n]; double SSE = 0; for(int t=0; t<n; t++){ double y_pred = 0; for(int i=0; i<cols; i++){ y_pred += beta[i] * X[t][i]; } residuals[t] = Y[t] - y_pred; SSE += residuals[t] * residuals[t]; } double MSE = SSE / (n - cols); double se = sqrt(MSE * inv[1][1]); // y_{t-1}系数的标准误 // 计算t统计量 double t_stat = beta[1] / se; return t_stat; } // 示例测试数据 TimeSeries test_data = { .data = { /* 这里填入您的时序数据 / }, .length = / 数据长度 */ }; int main() { double adf_stat = adf_test_model2(test_data); printf(“ADF检验统计量（模型二）: %.4f\n”, adf_stat); return 0; }反复运行时程序卡死

时间: 2025-06-22 09:29:19 浏览: 13
<think>嗯，我现在有一个C程序，它执行ADF检验（Augmented Dickey-Fuller Test），但反复运行时程序会卡死。我需要找出问题所在。首先，我需要仔细阅读代码，看看哪里可能出问题。 首先，这个程序的结构是定义了一个时间序列结构TimeSeries，包含数据和长度。然后有几个函数：difference计算一阶差分，matrix_multiply矩阵乘法，matrix_inverse矩阵求逆，最后是adf_test_model2主函数和main函数。问题出现在反复运行时卡死，可能的原因包括内存越界、死循环、资源未释放等，但这里看起来没有动态内存分配，所以可能问题出在算法或循环中。 看一下matrix_inverse函数，尤其是反向替换部分。代码中的反向替换循环使用了“i–”和“j–”，这可能是拼写错误。因为在C语言中，自减运算符应该是--i或i--，而这里的字符可能不正确，比如使用了中文的减号或全角字符。例如，代码中的“i–”应该是“i--”。这可能导致语法错误，但编译器可能不会报错，而是当作一个未知的表达式，导致死循环或者其他异常行为。 另外，检查循环的终止条件。反向替换部分，i从n-1开始，然后j从i-1开始，如果i和j的递减操作不正确，比如写成“i–”而不是“i--”，可能不会被正确解析，导致循环变量不变，进入无限循环，从而卡死程序。 再看其他部分，比如matrix_multiply和matrix_inverse中的循环是否正确。矩阵求逆的实现是否正确，尤其是高斯消元部分是否有除以零的情况，但这里返回NAN的情况在adf_test_model2中被处理了。但如果在matrix_inverse中，反向替换的循环变量没有正确递减，导致死循环，这会是问题所在。 另外，测试数据的长度是否符合MAX_DATA_SIZE的要求，如果数据长度超过MAX_DATA_SIZE，会导致数组越界，引发未定义行为，可能引起崩溃或卡死。但用户提到是反复运行时卡死，可能每次运行数据没问题，但代码中的某些错误在多次运行后出现。 总结可能的错误点： 1. matrix_inverse函数中的反向替换部分，i–和j–的写法有误，正确的自减运算符是--i或i--，而代码中的字符可能不正确，导致死循环。 2. 矩阵求逆时，如果矩阵不可逆，返回0，但主函数中是否处理得当？但此时返回NAN，可能不会直接导致卡死。 3. 数组越界，比如在构建设计矩阵X时，如果LAG_ORDER设置过大，或者数据长度不足，导致访问越界，可能引发不可预测的行为。 可能的解决方案： 首先检查所有循环中的自增自减运算符是否正确，特别是matrix_inverse函数中的i–和j–是否正确写成i--和j--。这个很可能是导致死循环的原因，因为错误的运算符会导致循环变量不更新，从而无限循环。 另外，检查变量是否初始化，比如在matrix_multiply中，result数组是否正确初始化。但这里的代码看起来没问题，因为双重循环中result[i][j]被初始化为0。 再检查反向替换部分的循环逻辑是否正确，比如i从n-1开始，j从i-1开始递减，是否正确处理了所有行。但如果运算符错误，导致i和j没有递减，循环条件永远满足，就会卡死。 此外，测试数据是否正确初始化，长度是否合适，比如test_data的data数组是否填充了足够的数据，length是否正确设置。如果数据长度不够，导致n为负数，可能会引发问题。例如，当series.length较小时，diff_series.length = series.length -1，然后n = diff_series.length - LAG_ORDER可能会变成负数，导致数组声明为负数长度，这在C中是未定义行为，可能导致程序崩溃。 但在这个代码中，n被定义为int n = diff_series.length - LAG_ORDER; 如果diff_series.length小于LAG_ORDER，n会是负数，那么在构建设计矩阵X和Y时，数组大小会是负数，导致程序出错。但用户说程序卡死而不是立即崩溃，所以可能这个情况不是主因，但需要处理。 可能的改进步骤： 1. 修正所有自减运算符，将i–和j–改为正确的i--和j--。 2. 在计算n时，检查n是否大于0，否则处理错误。 3. 在矩阵求逆时，确保传入的矩阵是方阵，并且行列式不为零。 现在，假设用户代码中的反向替换部分确实有错误的运算符，比如写成“i–”（可能是全角字符或者错误的符号），导致循环变量没有递减，从而进入死循环。例如： 原代码中的反向替换部分： for(int i=n-1; i>=0; i–){ for(int j=i-1; j>=0; j–){ ... } } 这里的i–和j–如果被错误地写成非标准的减号，编译器可能无法识别，导致循环变量i和j没有改变，因此i始终等于n-1，循环条件i>=0一直成立，进入无限循环，导致程序卡死。 因此，修正这些自减运算符为正确的i--和j--，应该可以解决问题。</think>该程序卡死的问题主要源于矩阵求逆函数中的自减运算符语法错误。以下是详细分析和解决方案： **根本原因分析**： 1. **死循环问题**： 在`matrix_inverse`函数的反向替换部分，错误使用了全角减号`i–`和`j–`（正确应为`i--`和`j--`）。这导致循环变量无法递减，形成无限循环。 2. **边界条件风险**： 若输入数据长度不足（`series.length < LAG_ORDER + 2`），会导致`n = diff_series.length - LAG_ORDER`出现负值，引发数组越界或非法内存访问。 **解决方案**： 1. **修正自减运算符** ```c // 修改前（错误） for(int i=n-1; i>=0; i–){ for(int j=i-1; j>=0; j–){ // 修改后（正确） for(int i=n-1; i>=0; i--){ for(int j=i-1; j>=0; j--){ ``` 2. **添加边界条件检查** 在`adf_test_model2`函数开头增加数据长度校验： ```c if (series.length < LAG_ORDER + 2) { return NAN; // 数据不足无法计算 } ``` **改进后的关键代码段**： ```c // 反向替换（修正自减运算符） for(int i=n-1; i>=0; i--){ for(int j=i-1; j>=0; j--){ double ratio = temp[j][i]; for(int k=0; k<2*n; k++){ temp[j][k] -= ratio * temp[i][k]; } } } ``` **其他优化建议**： 1. **动态内存分配** 使用`malloc`替代固定大小数组（如`MAX_DATA_SIZE`），避免数据长度限制。 2. **错误处理增强** 在矩阵求逆失败时返回明确错误码，而非直接返回`NAN`。 3. **浮点零判断优化** 将`if(temp[i][i] == 0)`改为`if(fabs(temp[i][i]) < 1e-10)`，避免浮点精度问题。 **验证方法**： 1. 使用小规模数据（如`LAG_ORDER=2`, `series.length=10`）测试边界条件。 2. 在调试模式下观察`matrix_inverse`函数的循环变量变化。 修正后的程序应能稳定运行。如果问题仍然存在，建议使用调试工具检查函数调用栈和变量状态。
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<think>好的，我现在需要帮用户优化他的TSP模拟退火算法代码。首先，我得仔细看看用户提供的代码，找出可能的问题和可以改进的地方。 首先，用户提到这是一个C++控制台程序，用于解决旅行商问题（TSP）使用模拟退火...

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int a,b; float d,e; char c1,c2; double f,g; long m,n; unsigned int p,q; a=61;b=62; c1='a';c2='b'; d=3.56;e=-6.87; f=3157.890121;g=0.123456789; m=50000;n=-60000; p=32768;q=40000; printf("a=%d,b=%d\nc1=%c,c2=%c\nd=%6.2f,e=%6.2f\n",a,b,c1,c2,d,e); printf("f=%15.6f,g=%15.12f\nm=%ld,n=%ld\np=%u,q=%u\n",f,g,m,n,p,q); system("pause"); return 0; } 这个代码运行错误

#include <stdlib.h> // 引入标准头文件 stdint.h 定义固定长度基本整数类型及其关联I/O修饰字符集. #include <stdint.h> #define _USE_MATH_DEFINES // 只有当要用到数学常量(PI/E等等)的时候才需添加该define...

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define MAX_DATA_SIZE 200 // 根据实际需求调整 #define LAG_ORDER 2 // 滞后阶数p，可自定义 typedef struct { double data[MAX_DATA_SIZE]; int length; } TimeSeries; // 计算一阶差分 void difference(TimeSeries *input, TimeSeries *output) { output->length = input->length - 1; for(int i=0; i<output->length; i++){ output->data[i] = input->data[i+1] - input->data[i]; } } // 矩阵乘法 (XT*X) void matrix_multiply(double XT[][LAG_ORDER+2], double X[][LAG_ORDER+2], double result[][LAG_ORDER+2], int rows, int cols) { for(int i=0; i<cols; i++){ for(int j=0; j<cols; j++){ result[i][j] = 0; for(int k=0; k<rows; k++){ result[i][j] += XT[i][k] * X[k][j]; } } } } // 矩阵求逆（使用LU分解） int matrix_inverse(double a[][LAG_ORDER+2], double inverse[][LAG_ORDER+2], int n) { double det = 1.0; double temp[n][2*n]; // 创建增广矩阵 for(int i=0; i<n; i++){ for(int j=0; j<n; j++){ temp[i][j] = a[i][j]; } for(int j=n; j<2*n; j++){ temp[i][j] = (i == (j-n)) ? 1.0 : 0.0; } } // 高斯消元 for(int i=0; i<n; i++){ if(temp[i][i] == 0) return 0; // 矩阵不可逆 for(int j=i+1; j<n; j++){ double ratio = temp[j][i]/temp[i][i]; for(int k=0; k<2*n; k++){ temp[j][k] -= ratio * temp[i][k]; } } det *= temp[i][i]; } // 归一化 for(int i=0; i<n; i++){ for(int j=0; j<2*n; j++){ temp[i][j] /= temp[i][i]; } } // 反向替换 for(int i=n-1; i>=0; i--){ for(int j=i-1; j>=0; j--){ double ratio = temp[j][i]; for(int k=0; k<2*n; k++){ temp[j][k] -= ratio * temp[i][k]; } } } // 提取逆矩阵 for(int i=0; i<n; i++){ for(int j=0; j<n; j++){ inverse[i][j] = temp[i][j+n]; } } return 1; } // ADF检验主函数 double adf_test_model2(TimeSeries series) { TimeSeries diff_series; difference(&series, &diff_series); int n = diff_series.length - LAG_ORDER; int cols = LAG_ORDER + 2; // 截距项 + y_{t-1} + 滞后项 // 构建设计矩阵X和响应变量Y double X[n][cols]; double Y[n]; for(int t=0; t<n; t++){ // 截距项 X[t][0] = 1.0; // y_{t-1} X[t][1] = series.data[t + LAG_ORDER]; // 滞后差分项 for(int i=0; i<LAG_ORDER; i++){ X[t][2+i] = diff_series.data[t + LAG_ORDER - 1 - i]; } // 响应变量 Y[t] = diff_series.data[t + LAG_ORDER]; } // 计算(X'X)^-1 double XT[cols][n]; for(int i=0; i<cols; i++){ for(int j=0; j<n; j++){ XT[i][j] = X[j][i]; } } double XTX[cols][cols]; matrix_multiply(XT, X, XTX, n, cols); double inv[cols][cols]; if(!matrix_inverse(XTX, inv, cols)){ return NAN; // 矩阵不可逆 } // 计算beta = (X'X)^-1 X'Y double beta[cols]; for(int i=0; i<cols; i++){ beta[i] = 0; for(int j=0; j<cols; j++){ for(int k=0; k<n; k++){ beta[i] += inv[i][j] * XT[j][k] * Y[k]; } } } // 计算标准误 double residuals[n]; double SSE = 0; for(int t=0; t<n; t++){ double y_pred = 0; for(int i=0; i<cols; i++){ y_pred += beta[i] * X[t][i]; } residuals[t] = Y[t] - y_pred; SSE += residuals[t] * residuals[t]; } double MSE = SSE / (n - cols); double se = sqrt(MSE * inv[1][1]); // y_{t-1}系数的标准误 // 计算t统计量 double t_stat = beta[1] / se; return t_stat; } // 示例测试数据 TimeSeries test_data = { .data = { /* 这里填入您的时序数据 */ }, .length = /* 数据长度 */ }; int main() { double adf_stat = adf_test_model2(test_data); printf("ADF检验统计量（模型二）: %.4f\n", adf_stat); return 0; }并没有结果是什么原因

<think>嗯，用户提供的这段C代码是用来做ADF检验的，但运行后没有结果。首先我需要仔细看一下代码的结构和可能的错误点。用户可能在编译或运行时遇到了问题，或者代码本身存在逻辑错误。 首先，用户提到的“没有...

oledfont.h代码为////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途 /*************************************** * 文件名 ：spi_oled.h * 描述 ：配置硬件spi驱动oled * 实验平台：基于STM32F103C8T6 * 硬件连接：------------------------OLED 7接口硬件SPI演示例程 // 说明: // ---------------------------------------------------------------- // GND 电源地 // VCC 接5V或3.3v电源 // D0 接PA5（SCL） // D1 接PA7（SDA） // RES 接PB2 // CS 接PB1 // DC 接PB0 // ---------------------------------------------------------------- * 库版本 ：V3.5.0 ******************************************************************************/ #ifndef __SPI_OLED_H #define __SPI_OLED_H #include "stc8a8k64d4.h" #include "stdlib.h" #include <stdint.h> //OLED模式设置 //0:4线串行模式 //1:并行8080模式 #define OLED_MODE 0 #define SIZE 16 #define XLevelL 0x00 #define XLevelH 0x10 #define Max_Column 128 #define Max_Row 64 #define Brightness 0xFF #define X_WIDTH 128 #define Y_WIDTH 64 //-----------------OLED端口定义---------------- #define OLED_SCLK_Clr() ClrBits(P1,PIN_5)//CLK #define OLED_SCLK_Set() SetBits(P1,PIN_5) #define OLED_SDIN_Clr() ClrBits(P1,PIN_3)//DIN #define OLED_SDIN_Set() SetBits(P1,PIN_3) #define OLED_RST_Clr() ClrBits(P6,PIN_2)//RES #define OLED_RST_Set() SetBits(P6,PIN_2) #define OLED_DC_Clr() ClrBits(P6,PIN_0)//DC #define OLED_DC_Set() SetBits(P6,PIN_0) #define OLED_CS_Clr() ClrBits(P6,PIN_1)//CS #define OLED_CS_Set() SetBits(P6,PIN_1) #define OLED_CMD 0 //写命令 #define OLED_DATA 1 //写数据 //OLED控制用函数 uint8_t SPI1_WriteByte(uint8_t TxData); void SPI_OLED_WR_Byte(uint8_t dat,uint8_t cmd); void SPI_OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y); void SPI_OLED_Display_On(void); void SPI_OLED_Display_Off(void); void SPI_OLED_Clear(void); void SPI_OLED_ShowChar(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t chr); void SPI_OLED_ShowNum(uint8_t x,uint8_t y,uint16_t num,uint8_t len,uint8_t size); void SPI_OLED_ShowString(uint8_t x,uint8_t y, char *p); void SPI_OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y); void SPI_OLED_ShowCHinese(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t no); void SPI_OLED_DrawBMP(unsigned char x0, unsigned char y0,unsigned char x1, unsigned char y1,unsigned char BMP[]); void spi_oled_init(void); #endif main.c文件为/** ****************************************************************************** * @ 名称 SPI OLED屏显示中文实验 * @ 描述 按照如下方式将 OLED 连接到 STC8A8K64D4 * GND 电源地 * VCC 接5V或3.3v电源 * CLK 接P1.5 * MOSI 接P1.3 * RES 接P6.2 * CS 接P6.1 * DC 接P6.0 * * @ 注意 显示坐标与标准二维坐标轴不同，坐标原点的位置跟数学的坐标原点不一样， * 位置从左上角出发，横x轴，竖y轴。OLED显示屏分辨率是128*64，既每行有 * 128个像素点，每列是64个像素点 ****************************************************************************** */ #include "stc8a8k64d4.h" #include <string.h> #include <math.h> #include <stdio.h> #include <stdint.h> #include <stdlib.h> #include <delay.h> #include <uart.h> #include <spi_oled.h> void main(void) { serial_init(); //spi1以及oled的初始化 spi_oled_init(); // OLED屏中并没有存储汉字，汉字的显示是通过取模软件生成特定的字库，并将字库信息放在一个二维矩阵作为索引 // 通过不同汉字的索引，点亮特定区域内的像素点来呈现汉字 // 字摸索引位于 oledfont.h 中 // 注意由于51单片机的IRAM空间不多，所以声明字模时需要加上__xdata修饰词， // 将字模放在更大的XRAM中 SPI_OLED_ShowCHinese(0,0,0);//好 SPI_OLED_ShowCHinese(16,0,1);//好 SPI_OLED_ShowCHinese(32,0,2);//学 SPI_OLED_ShowCHinese(48,0,3);//习 SPI_OLED_ShowCHinese(64,0,4);//天 SPI_OLED_ShowCHinese(80,0,5);//天 SPI_OLED_ShowCHinese(96,0,6);//向 SPI_OLED_ShowCHinese(112,0,7);//上 delay_ms(50); SPI_OLED_ShowCHinese(0,2,0);//好 SPI_OLED_ShowCHinese(16,2,1);//好 SPI_OLED_ShowCHinese(32,2,2);//学 SPI_OLED_ShowCHinese(48,2,3);//习 SPI_OLED_ShowCHinese(64,2,4);//天 SPI_OLED_ShowCHinese(80,2,5);//天 SPI_OLED_ShowCHinese(96,2,6);//向 SPI_OLED_ShowCHinese(112,2,7);//上 delay_ms(50); SPI_OLED_ShowCHinese(0,4,0);//好 SPI_OLED_ShowCHinese(16,4,1);//好 SPI_OLED_ShowCHinese(32,4,2);//学 SPI_OLED_ShowCHinese(48,4,3);//习 SPI_OLED_ShowCHinese(64,4,4);//天 SPI_OLED_ShowCHinese(80,4,5);//天 SPI_OLED_ShowCHinese(96,4,6);//向 SPI_OLED_ShowCHinese(112,4,7);//上 delay_ms(50); SPI_OLED_ShowCHinese(0,6,0);//好 SPI_OLED_ShowCHinese(16,6,1);//好 SPI_OLED_ShowCHinese(32,6,2);//学 SPI_OLED_ShowCHinese(48,6,3);//习 SPI_OLED_ShowCHinese(64,6,4);//天 SPI_OLED_ShowCHinese(80,6,5);//天 SPI_OLED_ShowCHinese(96,6,6);//向 SPI_OLED_ShowCHinese(112,6,7);//上 delay_ms(50); while(1) { ; } } 我要怎么修改这两个文件使oled显示器显示的第一行是温度（暂时先空着），第二行是班级（电科232），第三行是名字（喂喂喂），第四行是学号202300324059，

#include <stdint.h> #include <delay.h> #include <uart.h> #include <spi_oled.h> void main(void) { serial_init(); spi_oled_init(); SPI_OLED_Clear(); // 清屏 // 第二行：电科232（假设字库索引8=电，9...

请从cache、函数调用开销、编译等方面优化下面的串行程序，测试每个优化措施的效果。用Linux环境，编译器不限（gcc，icc等都可以）。 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define M 1500 #define NM 2000 #define N 2500 void generate_matrix(double *A, long m, long n) { long i, j; for (i=0; i<m; i++) for (j=0; j<n; j++) { A[i*n + j] = rand()/(RAND_MAX+1.0); //0 - 1 A[i*n + j] = 2*A[i*n + j] - 1; //-1 - +1 } } double handle_data(double data) { return sqrt(fabs(data)); } void handle_matrix(double *A, double *B, double *C, long m, long nm, long n) { long i, j, k; double s; for (i=0; i<m; i++) { for (j=0; j<n; j++) { s = 0; for (k=0; k<nm; k++) s += A[i*nm + k] * B[k*n + j]; C[i*n + j] = handle_data(s); } } } double sum_matrix(double *A, long m, long n) { long i, j; double s = 0; for (i=0; i<m; i++) for (j=0; j<n; j++) s += A[i*n + j]; return s; } int main() { double *A = (double *)malloc(M * NM * sizeof(double)); double *B = (double *)malloc(NM * N * sizeof(double)); double *C = (double *)malloc(M * N * sizeof(double)); generate_matrix(A, M, NM); generate_matrix(B, NM, N); struct timeval begin_time, end_time; double run_time_ms; gettimeofday(&begin_time); handle_matrix(A, B, C, M, NM, N); gettimeofday(&end_time); run_time_ms = (end_time.tv_sec - begin_time.tv_sec)*1000 + (end_time.tv_usec - begin_time.tv_usec)*1.0/1000; printf("run_time = %lfms\n", run_time_ms); printf("Sum = %.4f\n", sum_matrix(C, M, N)); free(A); free(B); free(C); return 0; }

优化串行程序可以从以下几个方面入手： 1. Cache优化：尽量利用CPU缓存，减少缓存失效，提高程序运行效率。可以采用循环展开、数据对齐、局部变量优化等方法。 2. 函数调用开销优化：尽量减少函数调用，尤其是递归...

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<math.h> typedef struct DoubleNode { int data; struct DoubleNode* llink; struct DoubleNode* rlink; }DoubleNode, * PDoubleNode; typedef struct DlinkList { PDoubleNode head; PDoubleNode tail; int length; }DlinkList, * PDlinkList; PDoubleNode createNode(int value) { PDoubleNode p = (PDoubleNode)malloc(sizeof(DoubleNode)); p->data = value; p->llink = NULL; p->rlink = NULL; return p; } void appendNode(PDlinkList pList, int value) { PDoubleNode pNode = createNode(value); if (pList->head == NULL) { pList->head = pNode; pList->tail = pNode; } else { pList->tail->rlink = pNode; pNode->llink = pList->tail; pList->tail = pNode; } pList->length++; } int calculatek(int n) { double sum = 0; int k = 1; while (sum <= n + 1) { sum += log10((k * 2 + 1) / (double)k); k++; } return k - 1; } int calculatePI(int n) { int k = calculatek(n); PDlinkList arc = (PDlinkList)malloc(sizeof(DlinkList)); PDlinkList PI = (PDlinkList)malloc(sizeof(DlinkList)); for (int i = 0; i < n; i++) { appendNode(arc, 0); } for (int i = 0; i < n; i++) { appendNode(PI, 0); } PDoubleNode p1 = arc->head; PDoubleNode p2 = PI->head; p1->data = 1; p2->data = 2; p1 = arc->tail; p2 = PI->tail; int carry = 0; int temp = 0; int j; for (int i = 1, j = 3; i <= k; i++, j += 2) { while (p1 != arc) { temp = p1->data * j + carry; carry = temp / 10; temp = temp % 10; p1->data = temp; p1 = p1->llink; } carry = 0; p1 = arc->head; while (p1 != NULL) { temp = p1->data + carry * 10; carry = temp % j; temp = temp / j; p1->data = temp; p1 = p1->rlink; } carry = 0; while (p1 != arc && p2 != PI) { temp = p1->data * 2 + p2->data + carry; carry = temp / 10; temp = temp % 10; p2->data = temp; p1 = p1->llink; p2 = p2->llink; } } printf("%d.", p2->data); p2 = p2->rlink; for (int i = 1; i <= n; i++) { printf("%d", p2

#include <stdlib.h> #define MAX_DEPTH 1e7 int main(void){ double piApproximation = calculatePiUsingBBPFormula(MAX_DEPTH); printf("%.9lf\n", piApproximation); return EXIT_SUCCESS; } double ...

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef struct { int rows; int cols; char** data; // 动态二维数组 } ScytaleMatrix; // 创建矩阵 ScytaleMatrix create_matrix(int rows, int cols) { ScytaleMatrix mat; mat.rows = rows; mat.cols = cols; mat.data = (char**)malloc(rows * sizeof(char*)); for (int i = 0; i < rows; i++) { mat.data[i] = (char*)malloc(cols * sizeof(char)); } return mat; } // 销毁矩阵（必须调用） void destroy_matrix(ScytaleMatrix* mat) { for (int i = 0; i < mat->rows; i++) { free(mat->data[i]); } free(mat->data); mat->data = NULL; mat->rows = mat->cols = 0; } void encrypt(const char* plaintext, int key, char* ciphertext) { if (key <= 0) { // 安全校验 strcpy(ciphertext, plaintext); return; } int len = strlen(plaintext); int cols = (len + key - 1) / key; // 列数计算 ScytaleMatrix mat = create_matrix(key, cols); // 矩阵填充 for (int i = 0, idx = 0; i < key; i++) { for (int j = 0; j < cols; j++) { mat.data[i][j] = (idx < len) ? plaintext[idx++] : 'X'; } } // 生成密文 for (int j = 0, idx = 0; j < cols; j++) { for (int i = 0; i < key; i++) { ciphertext[idx++] = mat.data[i][j]; } } ciphertext[key * cols] = '\0'; // 确保终止符 destroy_matrix(&mat); // 内存释放 } void decrypt(const char* ciphertext, int key, char* plaintext) { if (key <= 0) { // 安全校验 strcpy(plaintext, ciphertext); return; } int len = strlen(ciphertext); if (len % key != 0) { // 长度校验 strcpy(plaintext, "ERROR: Invalid ciphertext length"); return; } int cols = len / key; ScytaleMatrix mat = create_matrix(key, cols); // 矩阵填充 for (int j = 0, idx = 0; j < cols; j++) { for (int i = 0; i < key; i++) { mat.data[i][j] = ciphertext[idx++]; } } // 生成明文 for (int i = 0, idx = 0; i < key; i++) { for (int j = 0; j < cols; j++) { plaintext[idx++] = mat.data[i][j]; } } plaintext[len] = '\0'; // 确保终止符 destroy_matrix(&mat); // 内存释放 }请对代码进行改进，并添加具体注释，解释每一步思路

if (rows <=0 || cols <=0) { return mat; // 无效参数 } mat.rows = rows; mat.cols = cols; mat.data = (char**)malloc(rows * sizeof(char*)); if (mat.data == NULL) { mat.rows = mat.cols = 0; ...

/* USER CODE BEGIN Header */ /** ****************************************************************************** * @file : main.c * @brief : Main program body ****************************************************************************** * @attention * * Copyright (c) 2025 STMicroelectronics. * All rights reserved. * * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file * in the root directory of this software component. * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS. * ****************************************************************************** */ /* USER CODE END Header */ /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ #include "main.h" #include "adc.h" #include "dma.h" #include "tim.h" #include "gpio.h" /* Private includes ----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN Includes */ #include "arm_math.h" #include "ad9833.h" #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include /* USER CODE END Includes */ /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PTD */ typedef struct { float q; // 过程噪声协方差 float r; // 测量噪声协方差 float p; // 估计误差协方差 float k; // 卡尔曼增益 float x; // 状态估计值 } KalmanFilter; /* USER CODE END PTD */ /* Private define ------------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PD */ #define FFT_LEN 1024 #define SAMPLE_RATE 1000000 #define CALIBRATION 1 #define ARM_MATH_CM4 /* USER CODE END PD */ /* Private macro -------------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PM */ /* USER CODE END PM */ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN PV */ arm_cfft_radix4_instance_f32 scfft; float FFT_INPUT[FFT_LEN * 2] = {0}; float FFT_OUTPUT[FFT_LEN]; uint32_t AD_Value[FFT_LEN] = {0}; float sum = 0; float freq1 = 0,freq2 = 0; KalmanFilter kf1, kf2; // 全局滤波器实例 /* USER CODE END PV */ /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ void SystemClock_Config(void); /* USER CODE BEGIN PFP */ void ApplyHanningWindow(float* signal, uint16_t len) { const uint16_t N = len/2; // ʵ�ʵ��� const float32_t scale = 2.0f * PI / (N - 1); for(uint16_t i=0; i<N; i++) { float32_t window = 0.5f * (1.0f - arm_cos_f32(scale * i)); signal[2*i] *= window; // ʵ�� signal[2*i+1] *= window; // �鲿 } } // 计算数值的位数（忽略符号） int get_digits(long long num) { if (num == 0) return 1; num = llabs(num); // 取绝对值 int digits = 0; while (num > 0) { digits++; num /= 10; } return digits; } // 根据位数计算基数（5 的幂次扩展） long long calculate_base(int digits) { if (digits <= 2) return 5; long long base = 5; for (int i = 0; i < digits - 2; i++) { base *= 10; } return base; } long long round_to_5_multiple(long long num) { if (num == 0) return 0; int digits = get_digits(num); long long base = calculate_base(digits); long long half = base / 2; int sign = num < 0 ? -1 : 1; long long abs_num = llabs(num); // 溢出检查 if (abs_num > LLONG_MAX - half) { return sign * (LLONG_MAX / base) * base; } long long rounded_abs = (abs_num + half) / base * base; return sign * rounded_abs; } uint8_t DetectWaveType(float freq, float* fft_output) { /* 使用预定义宏计算参数 */ const uint32_t k_base = (uint32_t)roundf((freq * FFT_LEN) / (SAMPLE_RATE/CALIBRATION)); /* 边界保护 */ if(k_base == 0 || k_base >= FFT_LEN/2) return SIN_WAVE; /* 基波峰值检测 */ uint32_t k_start = (k_base > 1) ? (k_base-1) : 0; uint32_t k_end = (k_base+1 < FFT_LEN/2) ? (k_base+1) : (FFT_LEN/2-1); float A_base = 0; for(uint32_t i=k_start; i<=k_end; i++) { if(fft_output[i] > A_base) A_base = fft_output[i]; } if(A_base < 0.1f) return SIN_WAVE; /* 谐波检测（使用宏计算）*/ const uint32_t k_3rd = (uint32_t)roundf((3*freq * FFT_LEN)/(SAMPLE_RATE/CALIBRATION)); k_start = (k_3rd > 1) ? (k_3rd-1) : 0; k_end = (k_3rd+1 < FFT_LEN/2) ? (k_3rd+1) : (FFT_LEN/2-1); float A_3rd = 0; for(uint32_t i=k_start; i<=k_end; i++) { if(fft_output[i] > A_3rd) A_3rd = fft_output[i]; } /* 波形判断（阈值可调整）*/ const float ratio_3rd = A_3rd / A_base; return (ratio_3rd > 0.25f) ? SQU_WAVE : (ratio_3rd > 0.07f) ? TRI_WAVE : SIN_WAVE; } void KalmanInit(KalmanFilter* kf, float q, float r, float initial_value) { kf->q = q; kf->r = r; kf->p = 1.0f; // 初始估计误差 kf->x = initial_value; } // 卡尔曼滤波更新 float KalmanUpdate(KalmanFilter* kf, float measurement) { // 预测阶段 kf->p += kf->q; // 更新阶段 kf->k = kf->p / (kf->p + kf->r); kf->x += kf->k * (measurement - kf->x); kf->p *= (1 - kf->k); return kf->x; } // 修改后的FindPeaks函数 void FindPeaks(float* Freq1, float* Freq2, float* FFT_OUTPUT, KalmanFilter* kf1, KalmanFilter* kf2) { static uint8_t first_run = 1; float raw_freq1, raw_freq2; float32_t maxIndex1 = 0, maxIndex2 = 0; float32_t maxValue1 = 0.0f, maxValue2 = 0.0f; for(int i = 1; i < FFT_LEN/2; i++) { if(FFT_OUTPUT[i] > maxValue1) { maxValue2 = maxValue1; maxIndex2 = maxIndex1; maxValue1 = FFT_OUTPUT[i]; maxIndex1 = i; } else if(FFT_OUTPUT[i] > maxValue2) { maxValue2 = FFT_OUTPUT[i]; maxIndex2 = i; } } // 第一次运行初始化滤波器 if(first_run) { KalmanInit(kf1, 0.1f, 10.0f, raw_freq1); KalmanInit(kf2, 0.1f, 10.0f, raw_freq2); first_run = 0; } // 应用卡尔曼滤波 *Freq1 = KalmanUpdate(kf1, raw_freq1); *Freq2 = KalmanUpdate(kf2, raw_freq2); } /* USER CODE END PFP */ /* Private user code ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN 0 */ /* USER CODE END 0 */ /** * @brief The application entry point. * @retval int */ int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ //uint32_t adc[1024]={0}; //float adc_v[1024]={0}; /* USER CODE END 1 */ /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/ /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ HAL_Init(); /* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* Configure the system clock */ SystemClock_Config(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); MX_DMA_Init(); MX_ADC1_Init(); MX_TIM2_Init(); MX_TIM1_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ arm_cfft_radix4_init_f32(&scfft, FFT_LEN, 0, 1);//初始化结构体 //HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//输出PWM信号给ADC采集 HAL_TIM_Base_Start(&htim2); //HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,adc,1024); HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,AD_Value,FFT_LEN); HAL_Delay(1000);//采集大概药0.5s，所以延时1s等待采集完毕 // for(int i=0;i<1024;i++) // { // // adc_v[i]=adc[i]*3.3/4096;//转换 // } for(int i = 0;i<FFT_LEN;i++) { sum+=AD_Value[i]; } sum/=1024; for(int i=0; i < FFT_LEN; i++) { int32_t raw_value = (int32_t)AD_Value[i]; int32_t offset_value = raw_value - (int32_t)sum; offset_value = offset_value; FFT_INPUT[2*i]=(AD_Value[i]-sum)*3.3/4096; //实部 FFT_INPUT[2*i+1]=0;//虚部 } ApplyHanningWindow(FFT_INPUT,FFT_LEN); arm_cfft_radix4_f32(&scfft,FFT_INPUT); arm_cmplx_mag_f32(FFT_INPUT,FFT_OUTPUT,FFT_LEN); //取模得幅值 FindPeaks(&freq1,&freq2,FFT_OUTPUT,&kf1,&kf2); // long long result_1 = round_to_5_multiple(freq1); // long long result_2 = round_to_5_multiple(freq2); uint8_t wave_type1 = DetectWaveType(freq1, FFT_OUTPUT); uint8_t wave_type2 = DetectWaveType(freq2, FFT_OUTPUT); AD9833_WaveSeting1(freq1+193, 0, wave_type1,0 ); AD9833_AmpSet1(200); AD9833_WaveSeting2(freq2+193, 0, wave_type2,0 ); AD9833_AmpSet1(200); /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */ } /** * @brief System Clock Configuration * @retval None */ void SystemClock_Config(void) { RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0}; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0}; /** Configure the main internal regulator output voltage */ __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1); /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters * in the RCC_OscInitTypeDef structure. */ RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI; RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 168; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4; if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks */ RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4; RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } /* USER CODE BEGIN 4 */ /* USER CODE END 4 */ /** * @brief This function is executed in case of error occurrence. * @retval None */ void Error_Handler(void) { /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */ /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */ __disable_irq(); while (1) { } /* USER CODE END Error_Handler_Debug */ } #ifdef USE_FULL_ASSERT /** * @brief Reports the name of the source file and the source line number * where the assert_param error has occurred. * @param file: pointer to the source file name * @param line: assert_param error line source number * @retval None */ void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) { /* USER CODE BEGIN 6 */ /* User can add his own implementation to report the file name and line number, ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */ /* USER CODE END 6 */ } #endif /* USE_FULL_ASSERT */ 这是基于STM32F407ZGT6在STM32CUBEIDE环境下编写的一段代码，原为做利用FFT算法进行信号分离，现需要改为完成2024年全国大学生电子设计大赛的代码。请根据我之前给的PDF文件中的内容要求做出以下更改1.AD9833方面：需要能实现随机序列波和40kHZ波，并添加按键中断控制AD9833输出幅度以控制输出功率每按一次按键功率步进1W。2.FFT方面：需要降低ADC采样频率但是不改变数组长度 同时通过频判断声音的有无和类型（音乐还是人声）。3.陶晶驰串口屏：要求在FFT没有检测到声音时，屏幕显示“无声音，停止工作”，在检测到音乐时，屏幕显示“类型：音乐，正在屏蔽”并同时显示当前工作功率，检测到人声时，屏幕显示“类型：人声，正在屏蔽”并同时显示当前工作功率。最好能实现串口屏按键实现功率·步进。

#include "arm_math.h" #define BUFFER_SIZE 1024 float32_t adc_buffer[BUFFER_SIZE]; float32_t fft_output[BUFFER_SIZE]; void Perform_FFT_Analysis(){ arm_rfft_instance_f32 rfft_inst; // 初始化 RFFT ...

#include "upstandingcar.h" #include "I2C_MPU6050.h" #include "MOTOR.h" #include "led.h" #include "USART.H" #include "MPU6050.H" #include "UltrasonicWave.h" #include "stm32f10x_gpio.h" #include "math.h" #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include "adc.h" #include "delay.h" /*****************************************/ u8 newLineReceived = 0; u8 inputString[80] = {0}; u8 ProtocolString[80] = {0}; /*小车运行状态枚举*/ enum{ enSTOP = 0, enRUN, enLOW, enMEDIUM, enHIGH, enBACK, enLEFT, enRIGHT, enTLEFT, enTRIGHT, enLED, enLED1, enBEEP, enBEEP1 }enCarState; #define run_car '1'//按键前 #define back_car '2'//按键后 #define left_car '3'//按键左 #define right_car '4'//按键右 #define stop_car '0'//按键停 #define low_car '5'//按键前 #define medium_car '6'//按键前 #define high_car '7'//按键前 #define led_car 'a'//按键亮 #define led1_car 'b'//按键灭 #define beep_car 'c'//按键响 #define beep1_car 'd'//按键不响 int g_newcarstate = enSTOP; // 1前2后3左4右0停止 char returntemp[] = "$0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0cm,8.2V#"; char piddisplay[50] ="$AP"; char manydisplay[80] ={0}; char updata[80] ={0}; /*****************多数据************************/ u8 BST_u8MainEventCount; //主循环判断计数 在SysTick_Handler(void)中使用 每1ms加1 u8 BST_u8SpeedControlCount; //速度控制循环计数 在SysTick_Handler(void)中使用 每5ms加1 u8 BST_u8SpeedControlPeriod; u8 BST_u8DirectionControlPeriod; u8 BST_u8DirectionControlCount; //转向控制循环计数 在SysTick_Handler(void)中使用 每5ms加1 u8 BST_u8trig; u8 ucBluetoothValue; //蓝牙接收数据 float volt = 12.0; /******电机控制参数******/ float BST_fSpeedControlOut; //速度控制PWM float BST_fSpeedControlOutOld; float BST_fSpeedControlOutNew; float BST_fAngleControlOut; float BST_fLeftMotorOut; float BST_fRightMotorOut; float BST_fCarAngle; //角度控制PWM float gyro_z; float gyrx; float gy0; /*-----角度环和速度环PID控制参数-----*///以下参考为重点调试参考，同电池电压有关，建议充好电再调试 float BST_fCarAngle_P =90.2 ;// 91.3 //调大小时会左右摆，调大时会振动 请调到基本能够站立 P=91.3是用于给小车在运动过程使用 float BST_fCarAngle_D =0.21; // 0.001 0.002 0.004 0.008 0.0010 0.011 调小时反应慢，调大时会干扰 float BST_fCarSpeed_P= 10.15; float BST_fCarSpeed_I=0.31; const double PID_Original[4] ={0, 0, 0, 0}; char alldata[80]; char *iap; /******速度控制参数******/ s16 BST_s16LeftMotorPulse; //左电机脉冲数 s16 BST_s16RightMotorPulse; //右电机脉冲数 s32 BST_s32LeftMotorPulseOld; s32 BST_s32RightMotorPulseOld; s32 BST_s32LeftMotorPulseSigma; //50ms左电机叠加值 s32 BST_s32RightMotorPulseSigma; //50ms右电机叠加值 float BST_fCarSpeed; //测速码盘得出的车速 float BST_fCarSpeedOld; float BST_fCarPosition; //测速码盘通过计算得到的小车位移 /*-----悬停参数-----*/ int leftstop=0; int rightstop=0; int stopflag=0; /******超声波********/ float fchaoshengbo = 0; //超声波输出量 float juli = 0; //超声波距离 /******蓝牙控制参数******/ float BST_fBluetoothSpeed; //蓝牙控制车速 float BST_fBluetoothDirectionNew; //用于平缓输出车速使用 float BST_fBluetoothDirectionSL; //左转标志位 由于PWM转向输出使用判断输出方式 固需要标志位 float BST_fBluetoothDirectionSR; //右转标志位 由于PWM转向输出使用判断输出方式 固需要标志位 int chaoflag=0; //static int speedLevel = 0; int x,y1,z1,y2,z2,flagbt; int g_autoup = 0; int g_uptimes = 5000; //自动上报间隔 char charkp[10],charkd[10],charksp[10],charksi[10]; char lspeed[10],rspeed[10],daccel[10],dgyro[10],csb[10],vi[10]; char kp,kd,ksp,ksi; float dac = 0,dgy = 0; /************旋转*****************/ float BST_fBluetoothDirectionL; //左旋转标志位 由于PWM旋转输出使用判断输出方式 固需要标志位 float BST_fBluetoothDirectionR; //右旋转标志位 由于PWM旋转输出使用判断输出方式 固需要标志位 int driectionxco=400; //******卡尔曼参数************ float Q_angle=0.001; float Q_gyro=0.003; float R_angle=0.5; float dt=0.005; //dt为kalman滤波器采样时间; char C_0 = 1; float Q_bias, Angle_err; float PCt_0=0, PCt_1=0, E=0; float K_0=0, K_1=0, t_0=0, t_1=0; float Pdot[4] ={0,0,0,0}; float PP[2][2] = { { 1, 0 },{ 0, 1 } }; void SendAutoUp(void); /**********延时子函数****************/ void delay_nms(u16 time) { u16 i=0; while(time--) { i=12000; //自己定义 while(i--) ; } } /***********************************/ /*************************************************************** ** 函数名称: CarUpstandInit ** 功能描述: 全局变量初始化函数 ***************************************************************/ void CarUpstandInit(void) { BST_s16LeftMotorPulse = BST_s16RightMotorPulse = 0; //左右脉冲值 初始化 BST_s32LeftMotorPulseSigma = BST_s32RightMotorPulseSigma = 0; //叠加脉冲数 初始化 BST_fCarSpeed = BST_fCarSpeedOld = 0; //平衡小车车速 初始化 BST_fCarPosition = 0; //平衡小车位移量 初始化 BST_fCarAngle = 0; //平衡小车车速 初始化 BST_fAngleControlOut = BST_fSpeedControlOut = BST_fBluetoothDirectionNew = 0; //角度PWM、车速PWM、蓝牙控制PWM 初始化 BST_fLeftMotorOut = BST_fRightMotorOut = 0; //左右车轮PWM输出值 初始化 BST_fBluetoothSpeed = 0; //蓝牙控制车速值 初始化 BST_fBluetoothDirectionL =BST_fBluetoothDirectionR= 0; //蓝牙控制左右旋转标志位 初始化 BST_fBluetoothDirectionSL =BST_fBluetoothDirectionSR= 0; //蓝牙控制左右转向标志位 初始化 BST_u8MainEventCount=0; //用于5ms定时器子程序SysTick_Handler(void)中总中断计数位 BST_u8SpeedControlCount=0; //用于5ms定时器子程序SysTick_Handler(void)中50ms速度平衡融入计数位 BST_u8SpeedControlPeriod=0; //用于5ms定时器子程序SysTick_Handler(void)中50ms速度平衡融入计数位 fchaoshengbo=0;//用于5ms定时器子程序SysTick_Handler(void)中超声波平衡融入计数位 } void ResetPID() { if(BST_fCarAngle_P != PID_Original[0]) { BST_fCarAngle_P = PID_Original[0]; } if(BST_fCarAngle_D != PID_Original[1]) { BST_fCarAngle_D = PID_Original[1]; } if(BST_fCarSpeed_P != PID_Original[2]) { BST_fCarSpeed_P = PID_Original[2]; } if(BST_fCarSpeed_I != PID_Original[3]) { BST_fCarSpeed_I = PID_Original[3]; } } /*************************************************************** ** 函数名称: AngleControl ** 功能描述: 角度环控制函数 ***************************************************************/ void AngleControl(void) { if(flagbt==1) { BST_fCarAngle_P=0; BST_fCarAngle_P=y1*1.71875; } if(flagbt==2) { BST_fCarAngle_D=0; BST_fCarAngle_D=(z1-64)*0.15625; } dac=accel[2]; dgy=gyro[2]; if(Pitch==0||Pitch<-50||Pitch>50) //MPU6050状态指示灯 STM32核心板 PB13 绿色灯亮起为不正常 { //Pitch=1; GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_13); //MPU6050状态指示灯 STM32核心板 PB13 绿色灯亮起为不正常 } else {GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_13);} //MPU6050状态正常时LED灯熄灭 BST_fCarAngle = Roll - CAR_ZERO_ANGLE; //DMP ROLL滚动方向角度与预设小车倾斜角度值的差得出角度 BST_fAngleControlOut = BST_fCarAngle * BST_fCarAngle_P + gyro[0] * BST_fCarAngle_D ; //角度PD控制 } /*************************************************************** ** 函数名称: SetMotorVoltageAndDirection ** 功能描述: 电机转速 ***************************************************************/ void SetMotorVoltageAndDirection(s16 s16LeftVoltage,s16 s16RightVoltage) { u16 u16LeftMotorValue; u16 u16RightMotorValue; //当左电机PWM输出为负时 PB14设为正 PB15设为负 （PB14 15 分别控制TB6612fng驱动芯片，逻辑0 1可控制左电机正转反转） if(s16LeftVoltage<0) { GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4 ); GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5 ); s16LeftVoltage = (-s16LeftVoltage); } //当左电机PWM输出为正时 PB14设为负 PB15设为正 （PB14 15 分别控制TB6612fng驱动芯片，逻辑0 1可控制左电机正转反转） else { GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5 ); GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4 ); s16LeftVoltage = s16LeftVoltage; } //当右电机PWM输出为负时 PB1设为正 PB0设为负 （PB1 0 分别控制TB6612fng驱动芯片，逻辑0 1可控制左电机正转反转） if(s16RightVoltage<0) { GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_1); GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0 ); s16RightVoltage = (-s16RightVoltage); } //当右电机PWM输出为正时 PB12设为负 PB13设为正 （PB12 13 分别控制TB6612fng驱动芯片，逻辑0 1可控制左电机正转反转） else { GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0 ); GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_1 ); s16RightVoltage = s16RightVoltage; } u16RightMotorValue= (u16)s16RightVoltage; u16LeftMotorValue = (u16)s16LeftVoltage; TIM_SetCompare3(TIM2,u16LeftMotorValue); //TIM4与 u16RightMotorValue对比，不相同则翻转波形，调节PWM占空比 TIM_SetCompare4(TIM2,u16RightMotorValue); //TIM4与 u16LeftMotorValue对比，不相同则翻转波形，调节PWM占空比 #if 0 /*判断车辆 是否悬停或跌倒，调试用*/ if(Pitch>10||Pitch<-10&BST_fBluetoothDirectionSR==0&BST_fBluetoothDirectionSL==0) { TIM_SetCompare3(TIM2,0); TIM_SetCompare4(TIM2,0); stopflag=1; } else stopflag=0; if(BST_fCarAngle > 50 || BST_fCarAngle < (-50)) { TIM_SetCompare3(TIM2,0); TIM_SetCompare4(TIM2,0); stopflag=1; } else stopflag=0; #endif } /*************************************************************** ** 函数名称: MotorOutput ** 功能描述: 电机输出函数 将直立控制、速度控制、方向控制的输出量进行叠加,并加 入死区常量，对输出饱和作出处理。 ***************************************************************/ void MotorOutput(void) //电机PWM输出函数 { //右电机转向PWM控制融合平衡角度、速度输出 BST_fLeftMotorOut = BST_fAngleControlOut +BST_fSpeedControlOutNew + BST_fBluetoothDirectionNew;//+directionl - BST_fBluetoothDirectionNew; //左电机转向PWM控制融合平衡角度、速度输出 BST_fRightMotorOut = BST_fAngleControlOut +BST_fSpeedControlOutNew - BST_fBluetoothDirectionNew;//-directionl+ BST_fBluetoothDirectionNew; //右电机转向PWM控制融合平衡角度、速度输出 if((s16)BST_fLeftMotorOut > MOTOR_OUT_MAX) BST_fLeftMotorOut = MOTOR_OUT_MAX; if((s16)BST_fLeftMotorOut < MOTOR_OUT_MIN) BST_fLeftMotorOut = MOTOR_OUT_MIN; if((s16)BST_fRightMotorOut > MOTOR_OUT_MAX) BST_fRightMotorOut = MOTOR_OUT_MAX; if((s16)BST_fRightMotorOut < MOTOR_OUT_MIN) BST_fRightMotorOut = MOTOR_OUT_MIN; SetMotorVoltageAndDirection((s16)BST_fLeftMotorOut,(s16)BST_fRightMotorOut); } //采集电机速度脉冲 void GetMotorPulse(void) { //////////////////////////////////此部分为外部中断计算脉冲///////////////////////////////////// uint16_t u16TempLeft; uint16_t u16TempRight; u16TempLeft = TIM_GetCounter(TIM3); // TIM3定时器计算调用 u16TempRight= TIM_GetCounter(TIM4); // TIM4定时器计算调用 leftstop=u16TempLeft; rightstop=u16TempRight; //清零 TIM_SetCounter(TIM3,0);//TIM3->CNT = 0; TIM_SetCounter(TIM4,0);//TIM4->CNT = 0; BST_s16LeftMotorPulse=u16TempLeft; BST_s16RightMotorPulse=(-u16TempRight); BST_s32LeftMotorPulseSigma += BST_s16LeftMotorPulse; //脉冲值叠加 40ms叠加值 BST_s32RightMotorPulseSigma += BST_s16RightMotorPulse; //脉冲值叠加 40ms叠加值 } /*************************************************************** ** 函数名称: SpeedControl ** 功能描述: 速度环控制函数 ***************************************************************/ void SpeedControl(void) { BST_fCarSpeed = (BST_s32LeftMotorPulseSigma + BST_s32RightMotorPulseSigma)*0.5;//左右电机脉冲数平均值作为小车当前车速 BST_s32LeftMotorPulseSigma =BST_s32RightMotorPulseSigma = 0; //全局变量 注意及时清零 BST_fCarSpeedOld *= 0.7; BST_fCarSpeedOld +=BST_fCarSpeed*0.3; BST_fCarPosition += BST_fCarSpeedOld; //路程 即速度积分 1/11 3:03 BST_fCarPosition += BST_fBluetoothSpeed;//融合蓝牙给定速度 BST_fCarPosition += fchaoshengbo; //融合超声波给定速度 if(stopflag==1) { BST_fCarPosition=0; } //积分上限设限// if((s32)BST_fCarPosition > CAR_POSITION_MAX) BST_fCarPosition = CAR_POSITION_MAX; if((s32)BST_fCarPosition < CAR_POSITION_MIN) BST_fCarPosition = CAR_POSITION_MIN; if(flagbt==3) { BST_fCarSpeed_P=0; BST_fCarSpeed_P=(y2-128)*0.46875; } if(flagbt==4) { BST_fCarSpeed_I=0; BST_fCarSpeed_I=(z2-192)*0.15625; } BST_fSpeedControlOutNew = (BST_fCarSpeedOld -CAR_SPEED_SET ) * BST_fCarSpeed_P + (BST_fCarPosition - CAR_POSITION_SET ) * BST_fCarSpeed_I; //速度PI算法 速度*P +位移*I=速度PWM输出 } /*************************************************************** ** 函数名称: BluetoothControl ** 功能描述: 蓝牙控制函数 手机发送内容 前：0x01 后：0x02 左：0x04 右：0x03 停止：0x07 功能键：（旋转） 左旋转:0x05 右旋转：0x06 停转：0x07 ** 输　入: ** 输　出: switch (x) { case 0x00 : BST_fCarAngle_P=BST_fCarAngle_D=BST_fCarSpeed_P=BST_fCarSpeed_I=0; case 0x01 : BST_fBluetoothSpeed = 3000 ;chaoflag=1; break; //向前速度 250 case 0x02 : BST_fBluetoothSpeed = (-3000);chaoflag=1; break; //后退速度 -250 case 0x03 : BST_fBluetoothDirectionNew= -300; chaoflag=1;break ;//左旋 case 0x04 : BST_fBluetoothDirectionNew= 300; chaoflag=1;break ;//右旋转 case 0x05 : BST_fBluetoothDirectionNew= driectionxco; chaoflag=1;break ;//左旋 case 0x06 : BST_fBluetoothDirectionNew= -driectionxco; chaoflag=1;break ;//右旋转 case 0x07 : BST_fBluetoothDirectionL =0; BST_fBluetoothDirectionR = 0; BST_fBluetoothDirectionSL =0; BST_fBluetoothDirectionSR = 0;fchaoshengbo=0;BST_fBluetoothDirectionNew=0;chaoflag=0; break; //停 case 0x08 : BST_fBluetoothDirectionSL =0; BST_fBluetoothDirectionSR = 0; fchaoshengbo=0;BST_fBluetoothDirectionNew=0;chaoflag=0;break; //停旋转 case 0x09 : BST_fBluetoothSpeed = 0 ; break; case 0x0A : flagbt=1;break; case 0x0B : flagbt=2;break; case 0x0C : flagbt=3;break; case 0x0D : flagbt=4;break; default : BST_fBluetoothSpeed = 0;flagbt=0; BST_fBluetoothDirectionL=BST_fBluetoothDirectionR = 0;BST_fBluetoothDirectionSR=BST_fBluetoothDirectionSL=0;chaoflag=0;break; } ***************************************************************/ int num = 0; u8 startBit = 0; int int9num =0; void USART1_IRQHandler(void) { u8 uartvalue = 0; if (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_ORE) != RESET)//注意！不能使用if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)来判断 { USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_ORE); //读SR其实就是清除标志 USART_ReceiveData(USART3); } if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)!=RESET) { USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); uartvalue = USART1->DR; if(uartvalue == '$') { startBit = 1; num = 0; } if(startBit == 1) { inputString[num] = uartvalue; } if (startBit == 1 && uartvalue == '#') { newLineReceived = 1; startBit = 0; int9num = num; } num++; if(num >= 80) { num = 0; startBit = 0; newLineReceived = 0; } // if(uartvalue == 'a') // { // GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13);//灯亮 // } // else if(uartvalue == 'b') // { // GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13);//灯灭 // } // else if(uartvalue == 'd') // { // GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5); //蜂鸣器不响 // } // // else if(uartvalue == 'c') // { // GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5); //蜂鸣器响 // } } } /**********************超声波距离计算***************************/ void chaoshengbo(void) { static uint8_t obstacle_detected = 0; // 标记是否检测到障碍物 if(chaoflag==0) { juli=TIM_GetCounter(TIM1)*5*34/200.0; if(juli <= 4.00) //判断若距离小于8cm，小车输出向后PWM值。 { obstacle_detected = 1; fchaoshengbo = -200; // 后退PWM值 } else if(juli >= 5 && juli <= 8) { obstacle_detected = 0; // 清除障碍物标记 fchaoshengbo=200; } else { obstacle_detected = 0; // 清除障碍物标记 fchaoshengbo=0; //距离大于8cm ，超声波PWM输出为0 } } } void CarStateOut(void) { switch (g_newcarstate) { case enSTOP: //停止 { BST_fBluetoothSpeed = 0; fchaoshengbo=0; BST_fBluetoothDirectionNew=0; chaoflag=0; } break; case enRUN: //向前速度 100 { BST_fBluetoothDirectionNew= 0; //BST_fSpeedControlOutNew=0; BST_fBluetoothSpeed = 50 ; chaoflag=1; }break; case enLOW: //向前速度 150 { BST_fBluetoothDirectionNew= 0; //BST_fSpeedControlOutNew=0; BST_fBluetoothSpeed = 100 ; chaoflag=1; }break; case enMEDIUM: //向前速度 200 { BST_fBluetoothDirectionNew= 0; //BST_fSpeedControlOutNew=0; BST_fBluetoothSpeed = 150 ; chaoflag=1; }break; case enHIGH: //向前速度 250 { BST_fBluetoothDirectionNew= 0; //BST_fSpeedControlOutNew=0; BST_fBluetoothSpeed = 200 ; chaoflag=1; }break; case enLEFT://左转 { BST_fBluetoothDirectionNew= -300; chaoflag=1; }break; case enRIGHT: //右转 { BST_fBluetoothDirectionNew= 300; chaoflag=1; }break; case enBACK: //后退速度 -100 { BST_fBluetoothDirectionNew= 0; //BST_fSpeedControlOutNew=0; BST_fBluetoothSpeed = (-100); chaoflag=1; }break; case enTLEFT: //左旋 { BST_fBluetoothDirectionNew = -driectionxco; chaoflag=1; }break; case enTRIGHT: //右旋 { BST_fBluetoothDirectionNew = driectionxco; chaoflag=1; }break; default: BST_fBluetoothSpeed = 0; break; //停止 case enLED: //LED亮 { GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13);//灯亮 }break; case enLED1: //LED灭 { GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13);//灯灭 }break; case enBEEP: //蜂鸣器响 { GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5); //蜂鸣器响 }break; case enBEEP1: //蜂鸣器不响 { GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5); //蜂鸣器不响 }break; } } void ProtocolCpyData(void) { memcpy(ProtocolString, inputString, num+1); memset(inputString, 0x00, sizeof(inputString)); } /*************************************************************************** 串口协议数据解析 ***************************************************************************/ void Protocol(void) { switch (ProtocolString[1]) { case run_car: g_newcarstate = enRUN; break; case back_car: g_newcarstate = enBACK; break; case left_car: g_newcarstate = enLEFT;break; case right_car: g_newcarstate = enRIGHT;break; case stop_car: g_newcarstate = enSTOP; break; case low_car: g_newcarstate = enLOW; break; case medium_car: g_newcarstate = enMEDIUM; break; case high_car: g_newcarstate = enHIGH; break; case led_car: g_newcarstate = enLED; break; case led1_car: g_newcarstate = enLED1; break; case beep_car: g_newcarstate = enBEEP; break; case beep1_car: g_newcarstate = enBEEP1; break; } switch (ProtocolString[3]) { case '1': g_newcarstate = enTRIGHT; break; case '2': g_newcarstate = enTLEFT; break; } /*防止数据丢包*/ if(strlen((const char *)ProtocolString)<21) { newLineReceived = 0; memset(ProtocolString, 0x00, sizeof(ProtocolString)); return; } newLineReceived = 0; memset(ProtocolString, 0x00, sizeof(ProtocolString)); } 加上遇到障碍物小车就停止

#define FORWARD_MAX 8.0 --- ### **原代码问题总结** 1. **逻辑冲突**： - 原代码在检测到障碍物时仍可能受蓝牙指令影响（未清除 BST_fBluetoothSpeed）。 2. **冗余状态**： - obstacle_detected 未...
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