stm32F103進(jìn)行FFT算法教程

1、STM32F103 12-15 元左右本文將以一個實例來介紹如何使用 STM32提供的DSP庫函數(shù)進(jìn)行FFT1.FFT運算效率使用STM32官方提供的DSP庫進(jìn)行FFT,雖然在使用上有些不靈活（因為 它是基4的FFT,所以FFT的點數(shù)必須是4?）,但其執(zhí)行效率確實非常高效， 看圖1所示的FFT運算效率測試數(shù)據(jù)便可見一斑。該數(shù)據(jù)來自STM32 DSP庫使 用文檔。6.2.2 Fast Fourier tr-ansform (FFTfTabFe 14. Comp rex白thtFFT. coeffic cents inFTT(ASM funCL)24 MMz 0 wlt state449 MHi1

2、 wait72 MHe2 wait statescycle couiilUniecycle coiinltimecycle counttime獨？ms4 475。，的 3 e5附0.076 ms攻 pOinitST 0390.878 ms24 gB40,S2 ms31如0 437 ms1424 gin 證100 1B0“4 350煙g. 38 msTabte 16t Comp lox radx 4( IfkNt FFTt coefflMtnu in RAMFFT (ASM fund.)24 MHz C wsh stare44 MHz1 watt statu72 MHz 2 wit states

3、cycle sunttimocycle con ntlime唱VUlP CDU Mltrme54pcili日USER可 上 EalmuF. i SYSTEM89 川打后若 1 gt*也 u5art.C ：j det ay. h口 gaEh q HARDWARE B k LibrarytWe_ftLh力11Kt 356Km 及 x圖2項目框架2.3模擬采樣數(shù)據(jù)根據(jù)采樣定理，采樣頻率必須是被采牛信號最高頻率的 2倍。這里，我要采 集的是音頻信號，音頻信號的頻率范圍是 20Hz到20KHz,所以我使用的采用頻 率是44800Hz。那么在進(jìn)行256點FFT時，將得到44800Hz / 256 = 17

4、5Hz的頻 率分辨率。為了驗證FFT運算結(jié)果的正確性，這里我模擬了一組采樣數(shù)據(jù)，并將該采樣數(shù)據(jù)存放到了 long類型的舊ufInArray數(shù)組中，且該數(shù)組中每個元素的高16位存儲采樣數(shù)據(jù)的實部，低16位存儲采樣數(shù)據(jù)的虛部（總是為0）。為什么要這樣做呢？是因為后面要調(diào)用STM32的DSP庫函數(shù)，需要傳入的參數(shù)規(guī)定了必須是這樣的數(shù)據(jù)格式。下面是具體的實現(xiàn)代碼：電1產(chǎn)*2 函數(shù)名稱：InitBufInArray（）3函數(shù)功能：模擬采樣數(shù)據(jù)，采樣數(shù)據(jù)中包含 3種頻率正弦波（350Hz, 8400Hz, 18725Hz）4參數(shù)說明：5備 注：在lBufInArray 數(shù)組中，每個數(shù)據(jù)的高16位存儲采樣數(shù)

5、據(jù)的實部，6低16位存儲采樣數(shù)據(jù)的虛部（總是為0）7作 者:博客園依舊淡然（）8*/9 void InitBufInArray（）10 11121314151617181920 Tunsigned short i;float fx;for (i= 0; iNPT; i+)fx =1500 * sin(PI22700 * sin(PI24000 * sin(PI2lBufInArrayi = (signed350.0 / Fs) +8400.0 / Fs) +18725.0 / Fs); short )fx) 16;其中，NPT是采樣點數(shù)256, PI2是2兀(即6.28318530717959

6、 , Fs是采 樣頻率448000可以看到采樣數(shù)據(jù)中包含了 3種頻率的正弦波，分別為350Hz, 8400Hz和 18725Hz。2.4調(diào)用DSP庫函數(shù)進(jìn)行FFT進(jìn)彳T 256點的FFT,只需要調(diào)用STM32 DSP庫函數(shù)中的cr4_fft_256_stm32() 函數(shù)即可。該函數(shù)的原型為：void cr4_fft_256_stm32(void *pssOUT, void *pssIN, uint16_t Nbin);其.，參數(shù)pssOUT表示FFT輸出數(shù)組指針，參數(shù)pssIN表示要進(jìn)行FFT 運算的輸入數(shù)組指針，參數(shù) Nbin表示了點數(shù)。至于該函數(shù)的具體實現(xiàn)，因為是 用匯編語言編寫的，我也不

7、懂，這里就不妄談了。下面是具體的調(diào)用實例：cr4_fft_256_stm32(lBufOutArray, lBufInArray, NPT);其中，參數(shù)舊ufOutArray同樣是一個10ng類型的數(shù)組，參數(shù)舊ufInArray就 是存放模擬采樣數(shù)據(jù)的采樣數(shù)組，NPT為采樣點數(shù)256。調(diào)用該函數(shù)之后，在 舊ufOutArray數(shù)組中就存放了進(jìn)行FFT運算之后的結(jié) 果數(shù)據(jù)。該數(shù)組中每個元素的數(shù)據(jù)格式為；高16位存儲虛部，低16位存儲實部。 2.5計算各次諧波幅值得到FFT運算之后的結(jié)果數(shù)據(jù)之后，就可以計算各次諧波的幅值了。下面是具體的實現(xiàn)代碼：電1/*2345函數(shù)名稱：GetPowerMag()

8、函數(shù)功能：計算各次諧波幅值參數(shù)說明：備 注：先將舊ufOutArray分解成實部(X)和虛部(Y),然后計算幅值(sqrt(X*X+Y*Y)6作 者:博客園依舊淡然()7*/10 signed short 1X,1Y;11 float X,Y,Mag;12 unsigned short i;13 for (i= 0; iNPT/ 2;i+)14 lX = (lBufOutArrayi 16;15 lY = (lBufOutArrayi 16);16 X = NPT * ( float)lX) /32768;17 Y = NPT * ( float)lY) /32768;18 Mag = sqrt(X * X + Y * Y) / NPT;19 if (i = 0)32768);65536);20 lBufMagArrayi = (unsignedlong )(Mag *21 else22 lBufMagArrayi = (unsignedlong )(Mag *23 24 電其中，數(shù)組舊ufMagArray存儲了各次諧波的幅值。25 6實驗結(jié)果通過出口，我們可以將 舊ufMagArray數(shù)組中各次諧波的幅值（即各個頻率 分量的幅值）輸出打印出來，具體實驗數(shù)據(jù)如下所示：View Code在以上的實驗數(shù)據(jù)中，我們分別打印出來了