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stm32F1做FFT变换

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发表于 2016-5-2 21:44:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
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用AD采样后对电压进行FFT变换。在网上找了很多算法无非都是这样的差不多的。假如用STM3210ZET6 12位AD采样  1024个点,采样频率1024HZ.
这个函数的输入是个结构体表示的是一个复数,而我做AD采样后的是一个12位的值,请问下各位如何将AD采样后的值转换成这个函数输入所需要的。或者哪位有其他算法的代码求分享下。谢谢了!!!

#include<math.h>
#define FFT_N 128                                                   //定义福利叶变换的点数
#define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971                 //定义圆周率值
struct compx {float real,imag;};                                             //定义一个复数结构
struct compx s[FFT_N];                    //FFT输入和输出:从S[0]开始存放,根据大小自己定义
float SIN_TAB[FFT_N/4+1];           //定义正弦表的存放空间
/*******************************************************************
函数原型:struct compx EE(struct compx b1,struct compx b2)  
函数功能:对两个复数进行乘法运算
输入参数:两个以联合体定义的复数a,b
输出参数:ab的乘积,以联合体的形式输出
*******************************************************************/
struct compx EE(struct compx a,struct compx b)      
{
struct compx c;
c.real=a.real*b.real-a.imag*b.imag;
c.imag=a.real*b.imag+a.imag*b.real;
return(c);
}
/******************************************************************
函数原型:void create_sin_tab(float *sin_t)
函数功能:创建一个正弦采样表,采样点数与福利叶变换点数相同
输入参数:*sin_t存放正弦表的数组指针
输出参数:无
******************************************************************/
void create_sin_tab(float *sin_t)                     
{
  int i;
  for(i=0;i<=FFT_N/4;i++)
  sin_t=sin(2*PI*i/FFT_N);
}
/******************************************************************
函数原型:void sin_tab(float pi)
函数功能:采用查表的方法计算一个数的正弦值
输入参数:pi 所要计算正弦值弧度值,范围0--2*PI,不满足时需要转换
输出参数:输入值pi的正弦值
******************************************************************/
float sin_tab(float pi)
{
  int n;
  float a;
   n=(int)(pi*FFT_N/2/PI);
   
  if(n>=0&&n<=FFT_N/4)
    a=SIN_TAB[n];
  else if(n>FFT_N/4&&n<FFT_N/2)
    {
     n-=FFT_N/4;
     a=SIN_TAB[FFT_N/4-n];
    }
  else if(n>=FFT_N/2&&n<3*FFT_N/4)
    {
     n-=FFT_N/2;
     a=-SIN_TAB[n];
   }
  else if(n>=3*FFT_N/4&&n<3*FFT_N)
    {
     n=FFT_N-n;
     a=-SIN_TAB[n];
   }
  
  return a;
}
/******************************************************************
函数原型:void cos_tab(float pi)
函数功能:采用查表的方法计算一个数的余弦值
输入参数:pi 所要计算余弦值弧度值,范围0--2*PI,不满足时需要转换
输出参数:输入值pi的余弦值
******************************************************************/
float cos_tab(float pi)
{
   float a,pi2;
   pi2=pi+PI/2;
   if(pi2>2*PI)
     pi2-=2*PI;
   a=sin_tab(pi2);
   return a;
}
/*****************************************************************
函数原型:void FFT(struct compx *xin,int N)
函数功能:对输入的复数组进行快速傅里叶变换(FFT
输入参数:*xin复数结构体组的首地址指针,struct
输出参数:无
*****************************************************************/
void FFT(struct compx *xin)
{
  int f,m,nv2,nm1,i,k,l,j=0;
  struct compx u,w,t;
   
   nv2=FFT_N/2;                  //变址运算,即把自然顺序变成倒位序,采用雷德算法
   nm1=FFT_N-1;  
   for(i=0;i<nm1;i++)        
   {
    if(i<j)                    //如果i<j,即进行变址
     {
      t=xin[j];           
      xin[j]=xin;
      xin=t;
     }
    k=nv2;                    //j的下一个倒位序
    while(k<=j)               //如果k<=j,表示j的最高位为1   
     {           
      j=j-k;                 //把最高位变成0
      k=k/2;                 //k/2,比较次高位,依次类推,逐个比较,直到某个位为0
     }
   j=j+k;                   //0改为1
  }
                        
  {
   int le,lei,ip;                            //FFT运算核,使用蝶形运算完成FFT运算
    f=FFT_N;
   for(l=1;(f=f/2)!=1;l++)                  //计算l的值,即计算蝶形级数
           ;
  for(m=1;m<=l;m++)                         // 控制蝶形结级数
   {                                        //m表示第m级蝶形,l为蝶形级总数l=log2N
    le=2<<(m-1);                            //le蝶形结距离,即第m级蝶形的蝶形结相距le
    lei=le/2;                               //同一蝶形结中参加运算的两点的距离
    u.real=1.0;                             //u为蝶形结运算系数,初始值为1
    u.imag=0.0;
    //w.real=cos(PI/lei);                  //不适用查表法计算sin值和cos
    // w.imag=-sin(PI/lei);
    w.real=cos_tab(PI/lei);                //w为系数商,即当前系数与前一个系数的商
    w.imag=-sin_tab(PI/lei);
    for(j=0;j<=lei-1;j++)                  //控制计算不同种蝶形结,即计算系数不同的蝶形结
     {
      for(i=j;i<=FFT_N-1;i=i+le)           //控制同一蝶形结运算,即计算系数相同蝶形结
       {
        ip=i+lei;                          //iip分别表示参加蝶形运算的两个节点
        t=EE(xin[ip],u);                   //蝶形运算,详见公式
        xin[ip].real=xin.real-t.real;
        xin[ip].imag=xin.imag-t.imag;
        xin.real=xin.real+t.real;
        xin.imag=xin.imag+t.imag;
       }
      u=EE(u,w);                          //改变系数,进行下一个蝶形运算
     }
   }
  }
  
}
/************************************************************
函数原型:void main()
函数功能:测试FFT变换,演示函数使用方法
输入参数:无
输出参数:无
************************************************************/
void main()   
{  
  int i;
  create_sin_tab(SIN_TAB);
  for(i=0;i<FFT_N;i++)                           //给结构体赋值
  {
     s.real=sin(2*3.141592653589793*i/FFT_N); //实部为正弦波FFT_N点采样,赋值为1
     s.imag=0;                                //虚部为0
  }
   
  FFT(s);                                        //进行快速福利叶变换
  
  for(i=0;i<FFT_N;i++)                           //求变换后结果的模值,存入复数的实部部分
  s.real=sqrt(s.real*s.real+s.imag*s.imag);
   while(1);
}


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发表于 2016-5-3 06:03:52 | 显示全部楼层
你注意一下参考代码的main主函数的正弦波示例,虚部直接赋值为0
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 楼主| 发表于 2016-5-3 16:50:41 | 显示全部楼层
Bula 发表于 2016-5-3 06:03
你注意一下参考代码的main主函数的正弦波示例,虚部直接赋值为0

你的意思是说 把AD采集后的电压赋值给结构体中的实部,然后虚部还是赋值为0?
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