STM32F4 Timer+ADC+DMA+FFT的理解与应用

只看该作者 · 2023-8-27 18:06

这里为什么会在第16个点，想必大家也能够理解了。(2000Hz/125Hz=16)
这里提一嘴：对于1KHz的信号，基波频率是1KHz，二次谐波是2KHz，三次谐波是3KHz。也就是第8，第16，第24个点。

只看该作者 · 2023-8-27 18:06

输入125Hz 0V到3V(即幅度：3V，偏移：1.5V)
这里我们尝试直接输入f0=125Hz。

只看该作者 · 2023-8-27 18:07

只看该作者 · 2023-8-27 18:07

只看该作者 · 2023-8-27 18:07

如愿以偿的出现在了第一个点的位置。

只看该作者 · 2023-8-27 18:07

输入200Hz 0V到3V(即幅度：3V，偏移：1.5V)
这里或许就有人好奇了，输入的信号如果不是125Hz的整数倍会怎样，我们来试试。输入一个200Hz看看。

只看该作者 · 2023-8-27 18:07

只看该作者 · 2023-8-27 18:07

只看该作者 · 2023-8-27 18:07

只看该作者 · 2023-8-27 18:07

可以看到，幅值散在了理论上200Hz附近的各个位置，但实际上这个横坐标上是没有200Hz这个点的，所以造成了这样的结果。这样的幅值信息也是相当不准确的，所以我们在应用的的过程中要尽量避免这种情况。所以控制好采样率fs是关键！毕竟用dsp库的话采样点数NPT是没法控制的嘛。根据公式：

频谱图频率分辨率：f0 = fs/NPT

只看该作者 · 2023-8-27 18:08

让横坐标的点尽量踩在被采信号的频率上！

只看该作者 · 2023-8-27 18:08

输入1KHz 1V到3V(即幅度：2V，偏移：2V)
这里我们再试一下改变一下偏移和整体幅度看看。

只看该作者 · 2023-8-27 18:08

只看该作者 · 2023-8-27 18:08

只看该作者 · 2023-8-27 18:08

只看该作者 · 2023-8-27 18:08

再次利用公式：

Voltage = AD_Value*3.3V/4096
Vdc = 2491 * 3.3V / 4096 = 2.007 V
V(1KHz) = (1255 * 3.3V / 4096) * 2 =2.022 V

与输入的信号差不多相符。

只看该作者 · 2023-8-27 18:08

结语
在做FFT时，对其概念的理解尤为重要。从时域到频域，被采信号的频率、采样率、采样点数、频率分辨率的概念和物理意义以及它们之间的关系等等，都是需要去理解的。
而FFT的作用远不止这些，除了幅值，它还可以进行相位相关的运算。本文利用的是256个点，如果有需求也可以尝试使用cr4_fft_1024_stm32(OutBufArray, InBufArray, NPT)取1024个点。根据需求控制好采样率。利用Timer+ADC+DMA的模式充分利用了外设资源，在使用的过程中注意它们之间联系的相关配置。

只看该作者 · 2024-5-12 23:00

为什么不能配置成连续转换模式啊