基于STM32单片机的FFT算法

只看该作者 · 2019-11-27 10:18

添加串口驱动，对于正点原子的工程，在system文件夹中已经加入串口1的驱动，直接就可以使用串口1。
对串口进行初始化，保证串口可用。
int main(void)
{
delay_init();       //延时函数初始化
LED_Init();       //初始化与LED连接的硬件接口
uart_init(9600);  //初始化串口 9600波特率
printf("这是一个FFT 测试实验\r\n");
while(1)
{
LED0=0;
LED1=1;
delay_ms(300);    //延时300ms
LED0=1;
LED1=0;
delay_ms(300); //延时300ms
}
}

只看该作者 · 2019-11-27 10:19

3.3添加测试数据集，验证256点的FFT函数，填充输入数组
//填入数组
void InitBufInArray()
{
unsigned short i;
float fx;
for(i=0; i<N; i++)
{
      fx = 1500 * sin(PI2 * i * 350.0 / Fs) +
         2700 * sin(PI2 * i * 8400.0 / Fs) +
         4000 * sin(PI2 * i * 18725.0 / Fs);
      FFT_256PointIn[i] = ((signed short)fx) << 16;
}
}

只看该作者 · 2019-11-27 10:19

3.4计算各次谐波幅值，先将lBufOutArray分解成实部(X)和虚部(Y)，然后计算幅值(sqrt(X*X+Y*Y)。
void GetPowerMag()
{
signed short lX,lY;
float X,Y,Mag;
unsigned short i;
for(i=0; i<N/2; i++)
{
      lX  = (FFT_256PointOut[i] << 16) >> 16;
      lY  = (FFT_256PointOut[i] >> 16);
      X = N * ((float)lX) / 32768;
      Y = N * ((float)lY) / 32768;
      Mag = sqrt(X * X + Y * Y) / N;
      if(i == 0)
         lBufMagArray[i] = (unsigned long)(Mag * 32768);
      else
         lBufMagArray[i] = (unsigned long)(Mag * 65536);

printf("%d    ",i);
printf("%d    ",F*i);
printf("%d    ",lBufMagArray[i]);
printf("%d    ",lX);
printf("%d    \r\n",lY);
}
}

只看该作者 · 2019-11-27 10:20

3.5主函数测试，先填充输入数组再做fft256点运算，最后求出赋值，打印测试。
int main(void)
{
delay_init();       //延时函数初始化
LED_Init();       //初始化与LED连接的硬件接口
uart_init(9600);  //初始化串口 9600波特率
printf("这是一个FFT 测试实验\r\n");
InitBufInArray();
cr4_fft_256_stm32(FFT_256PointOut, FFT_256PointIn,N);
printf("点数频率  幅值实部  虚部\n");
GetPowerMag();

   while(1)
   {
LED0=0;
LED1=1;
delay_ms(300);    //延时300ms
LED0=1;
LED1=0;
delay_ms(300); //延时300ms
}
}

只看该作者 · 2019-11-27 10:21

串口测试界面如下：
点数频率幅值实部虚部
0    0       4    0    -4
1    175    14       -6    -4
2    350    1500    -380    647
3    525    11    -5    -3
4    700    10    -4    -3
5    875    8    -4    -2
6    1050    8    -4    -1
7    1225    6    -3    0
8    1400    8    -3    -3
9    1575    8    -4    -1
10    1750    8    -4    -1
11    1925    8    -4    0
12    2100    5    -2    -2
13    2275    6    -3    -1
14    2450    8    -3    -3
15    2625    7    -3    -2
16    2800    5    -2    -2
17    2975    6    -3    -1
18    3150    6    -3    0
19    3325    6    -3    0
20    3500    6    -3    -1
21    3675    6    -3    0
22    3850    6    -3    0
23    4025    2    -1    0
24    4200    6    -3    -1
25    4375    6    -3    0
26    4550    4    -2    0
27    4725    4    -2    0
28    4900    2    -1    -1
29    5075    4    -2    0
30    5250    2    -1    0
31    5425    4    -2    0
32    5600    2    -1    0
33    5775    6    -3    -1
34    5950    6    -3    0
35    6125    6    -3    -1
36    6300    4    -2    -1
37    6475    6    -3    0
38    6650    4    -2    0
39    6825    6    -3    0
40    7000    5    -2    -2
41    7175    6    -3    0
42    7350    2    0    -1
43    7525    6    -3    0
44    7700    2    -1    -1
45    7875    4    -2    0
46    8050    6    -3    -1
47    8225    2    -1    0
48    8400    2704    -676    -1171
49    8575    4    -2    0
50    8750    2    -1    0
51    8925    4    -2    -1
52    9100    2    -1    -1
53    9275    4    -2    0
54    9450    2    -1    0
55    9625    2    -1    -1
56    9800    2    -1    -1
57    9975    4    -2    0
58    10150    2    0    -1
59    10325    4    -2    0
60    10500    2    -1    -1
61    10675    2    -1    -1
62    10850    4    -2    -1
63    11025    2    -1    -1
64    11200    0    0    0
65    11375    2    -1    0
66    11550    4    -2    0
67    11725    2    0    -1
68    11900    2    -1    -1
69    12075    2    -1    1
70    12250    2    -1    1
71    12425    4    -2    1
72    12600    4    -2    -1
73    12775    2    -1    1
74    12950    2    -1    -1
75    13125    4    -2    1
76    13300    2    -1    -1
77    13475    4    -2    1
78    13650    2    -1    -1
79    13825    4    -2    0
80    14000    2    -1    0
81    14175    4    -2    0
82    14350    4    -2    1
83    14525    4    -2    1
84    14700    2    -1    0
85    14875    2    -1    1
86    15050    4    -2    0
87    15225    4    -2    0
88    15400    2    -1    -1
89    15575    4    -2    1
90    15750    2    -1    1
91    15925    2    -1    1
92    16100    0    0    0
93    16275    4    -2    1
94    16450    2    -1    1
95    16625    4    -2    1
96    16800    2    -1    0
97    16975    4    -2    0
98    17150    4    -2    1
99    17325    4    -2    0
100    17500    2    -1    0
101    17675    4    -2    0
102    17850    2    -1    0
103    18025    4    -2    0
104    18200    4    -2    -1
105    18375    4    -2    1
106    18550    2    -1    -1
107    18725    3996    1998    1
108    18900    2    -1    0
109    19075    2    -1    1
110    19250    4    -2    0
111    19425    4    -2    1
112    19600    2    -1    0
113    19775    2    -1    1
114    19950    2    -1    1
115    20125    4    -2    1
116    20300    0    0    0
117    20475    4    -2    1
118    20650    2    -1    1
119    20825    2    0    1
120    21000    2    -1    0
121    21175    2    -1    1
122    21350    2    -1    0
123    21525    4    -1    2
124    21700    2    -1    0
125    21875    2    0    1
126    22050    2    -1    0
127    22225    2    0    1

只看该作者 · 2019-11-27 10:21

由以上的实验数据，我们可以看出，在频率为350Hz，8400Hz和18725Hz时，幅值出现峰值，分别为1500、2696和3996，这与我们所预期的结果正好相符，从而验证了实验结果的正确性。

只看该作者 · 2019-11-30 10:00

好复杂啊。。。

1万 · 2019-12-10 13:51

非常感谢楼主分享

1万 · 2019-12-10 13:54

非常感谢楼主分享

1万 · 2019-12-10 13:57

非常感谢楼主分享

1万 · 2019-12-10 14:04

非常感谢楼主分享

只看该作者 · 2019-12-16 13:47

楼主你好，我用这种方法计算幅值后，数值波动比较严重，我发现问题是在没有模拟量输入的时候FFT后的结果也不是零，从你25楼的数据也可以看出这一点，我想问下有什么好的方法能去除这些数据，让数值稳定吗？

只看该作者 · 2020-2-17 14:34

楼主能详解一下计算幅值的方法吗

只看该作者 · 2020-4-27 14:48

本帖最后由仰望星期五于 2020-4-27 15:00 编辑

https://blog.csdn.net/helenie/article/details/53442507
是不是复制粘贴的这个，**中有好几个关键性的变量都没有提及。又发现一个类似的**，是2016年发布的。。。https://blog.csdn.net/iloveyoumj/article/details/53308142