基于dsp的快速傅里叶变换程序设计(2)

FFT 算法将长序列的DFT 分解为短序列的DFT。N 点的DFT 先分解为两个N/2 点的DFT，每个N/2 点的DFT 又分解为两个N/4 点的DFT 等等，最小变换的点数即基数，基数为2 的FFT 算法的最小变换是2 点DFT。

一般而言，FFT 算法分为时间抽选（DIT）FFT 和频率抽选（DIF）FFT 两大类。时间抽取FFT 算法的特点是每一级处理都是在时域里把输入序列依次按奇/偶一分为二分解成较短的序列；频率抽取FFT 算法的特点是在频域里把序列依次按奇/偶一分为二分解成较短的序列来计算。

本文基于合众达的dsp试验箱,采集实验箱上信号发生器产生的信号,并对信号进行fft变换,通过ccs观察结果。

DIT 和DIF 两种FFT 算法的区别是旋转因子WNk出现的位置不同，，（DIT）FFT 中旋转因子WNk在输入端，（DIF）FFT 中旋转因子WNk在输出端，除此之外，两种算法是一样的。在本设计中实现的是基2 的时间抽取FFT 算法，具体的实现过程可参见源程序及其注释。

首先定义N=128，当然也可以更改程序，将N值改为256或1024等等，前提是相应的数组大小也得更改。然后用模数转换器采集信号（正弦信号，方波信号等等），最后将采集到的信号进行FFT变换即可。

2.1 功能实现

2.1.1 位置倒码

当进行原位运算时，发现当运算完成后，FFT的输出X(k)按正常顺序排列

在存储单元中，即按X(0)，X(1)， ，X(7)的顺序排列，但是这时输入x(n)却不是按自然顺序存储的，而是按x(0)，x(4)， ， x(7)的顺序存入存储单元，看起来好像是“混乱无序”的，实际上是有规律的，称之为倒位序。

当用二进制表示顺序时，它正好是“位码倒置”的顺序。例如，原来的自然顺序应是x(1)的地方，现在放着x(4)，用二进制码表示这一规律时，则是在x(0 0 1)处放着x(1 0 0)，x(0 1 1) 处放着x(1 1 0)，即将自然循序的二进制码位倒置过来，第一位码变成最末位码，这样倒置以后的顺序正是输入所需要的顺序，其结果与按时间抽样算法FFT流程图中的输入顺序是一致的。

需要注意当进行原位运算时，输入输出序列为倒位序的关系，若不为原位运算，则这种关系不一定成立。在实际运算中，一般直接将输入数据x(n)按码位倒置的顺序排好输入很不方便，总是先按自然顺序的存储，然后进行FFT的原位计算。

表2-1 码位倒置顺序

2.1.2 蝶距

本文基于合众达的dsp试验箱,采集实验箱上信号发生器产生的信号,并对信号进行fft变换,通过ccs观察结果。

设N=2，则整个运算流图中包含L级蝶形运算，每一级则有N/2个蝶形单元。蝶距等于每个蝶形单元两个输入（出）节点的序列号，即第m级蝶形单元的蝶距为：2

m 1

L

。

2.1.3 旋转因子

由FFT算法原理过程可知，若N=2L，则共有L级蝶形运算，各级蝶形运算中旋转因子分别如下：第L级的旋转因子为WNr（r=0,1， ，N/2 1）；第L-1级的旋转因子为WNr/2（r=0,1， ，N/22 1）； ；第一级的旋转因子为WNr/2（r=0,1， ，N/2L 1）。由此可见， 第m级蝶形运算中旋转因子为WNr/2

r

L 1

L M

，

=0，1， ，N/2L M 1 1。

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3 设计流程图

否

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4 各部分程序设计及参数计算

4.1 驱动程序的配置

1.双击桌面上的Setup CCStudio v3.3。“Clear”原有的设备驱动程序配置。 2.根据DSP的型号选择相应的TI原装驱动程序，根据DSP的型号选择相应的TI驱动程序，本实验箱采用SEED_DEC2812，故选择F2812 XDS510 Emulator。如4.1图所示。

图4.1 目标板选择

3.点中F2812 XDS510 Emulator驱动后，鼠标右键，在弹出的菜单中点击Properties。设置完成后如下图所示。

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4.点击Next，作如下图所示的设置。

5.保存并启动CCS调试界面。

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4.2 程序的初始化

#include "math.h" #define PI 3.1415926

#define N 128 //采样次数 #include "DSP28_Device.h" #include "comm.h"

interrupt void ISRTimer2(void); //声明定时器2中断子程序 interrupt void ad(void); //声明ad中断子程序 unsigned int Ad_data[128]={0}; unsigned int convcount = 0;

volatile unsigned int adconvover =0; unsigned int i;

//void InitForFFT(void); //FFT初始化函数

void finv(int N1,float *xr,float *xi); //倒序运算函数，对输入序列倒序 int INPUT[N],DATA[N];

float fWaveR[N],fWaveI[N],w[N];

float sin_tab[N],cos_tab[N]; //正余弦函数表 int Mum; //Mum为蝶形运算的级数

程序初始化部分的详细信息见上面所列程序。

4.3 主程序

void main(void) {

for(i=0;i<N;i++) {

sin_tab[i]=sin(PI*2*i/N);//建立正余弦函数表 cos_tab[i]=cos(PI*2*i/N); }

/*初始化系统*/ InitSysCtrl(); /*关中断*/

DINT; //禁止可屏蔽中断 IER = 0x0000; //禁止CPU中断

IFR = 0x0000; //清CPU所有中断标志 /*初始化PIE中断*/ InitPieCtrl();

/*初始化PIE中断矢量表*/ InitPieVectTable();

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//初始化cputimer InitCpuTimers();

/*设置中断服务程序入口地址*/ EALLOW; // This is needed to write to EALLOW protected registers PieVectTable.TINT2 = &ISRTimer2; //取ISRTimer2地址赋给中断 //向量TINT2（CPU-Timer2） PieVectTable.ADCINT = &ad; //取ad地址赋给中断向量ADCINT EDIS; // This is needed to disable write to EALLOW protected //registers /*开中断*/

IER |= M_INT1;//ADC中断 ，使能第一组中断！！

//已经定义"#define M_INT1 0x0001" EINT; // Enable Global interrupt INTM

ERTM; // Enable Global realtime interrupt DBGM adconvover=0; DINT;

/*设置CPU*/

ConfigCpuTimer(&CpuTimer2, 150, 22); StartCpuTimer2(); //已经定义 "#define StartCpuTimer2() //CpuTimer2Regs.TCR.bit.TSS = 0" /*开中断*/

IER |= M_INT14; // 使能第14组中断（CPU定时器2（RTOS））！！ //已经定义"#define M_INT14 0x2000" ; IER是CPU中断使能寄存器 EINT; InitAdc();

for(;;){ //等待AD采样结束！！！

if (adconvover==1){ //adconvover==1表示AD采样 // 结束！！！见ad中 …… 此处隐藏：3428字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……