如何使用STM32提供的DSP庫(kù)進(jìn)行FFT資料下載

1.FFT運(yùn)算效率使用STM32官方提供的DSP庫(kù)進(jìn)行FFT，雖然在使用上有些不靈活（因?yàn)樗腔?的FFT，所以FFT的點(diǎn)數(shù)必須是4^n），但其執(zhí)行效率確實(shí)非常高效，看圖1所示的FFT運(yùn)算效率測(cè)試數(shù)據(jù)便可見一斑。該數(shù)據(jù)來自STM32DSP庫(kù)使用文檔。圖1FFT運(yùn)算效率測(cè)試數(shù)據(jù)由圖1可見，在STM32F10x系列處理器上，如果使用72M的系統(tǒng)主頻，進(jìn)行64點(diǎn)的FFT運(yùn)算，僅僅需要0.078ms而已。如果是進(jìn)行1024點(diǎn)的FFT運(yùn)算，也才需要2.138ms。2.如何使用STM32提供的DSP庫(kù)函數(shù)2.1下載STM32的DSP庫(kù)大家可以從網(wǎng)上搜索下載得到STM32的DSP庫(kù)。2.2添加DSP庫(kù)到自己的工程項(xiàng)目中下載得到STM32的DSP庫(kù)之后，就可以將其添加到自己的工程項(xiàng)目中了。其中，inc文件夾下的stm32_dsp.h和table_fft.h兩個(gè)文件是必須添加的。stm32_dsp.h是STM32的DSP庫(kù)的頭文件。src文件夾下的文件可以有選擇的添加（用到那個(gè)添加那個(gè)即可）。因?yàn)槲抑挥玫搅?56點(diǎn)的FFT，所以這里我只添加了cr4_fft_256_stm32.s文件。添加完成后的項(xiàng)目框架如圖2所示。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樣信號(hào)最高頻率的2倍。這里，我要采集的是音頻信號(hào)，音頻信號(hào)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(diǎn)FFT時(shí)，將得到44800Hz/256=175Hz的頻率分辨率。為了驗(yàn)證FFT運(yùn)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lBufInArray數(shù)組中，且該數(shù)組中每個(gè)元素的高16位存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)的實(shí)部，低16位存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)的虛部(總是為0)。為什么要這樣做呢？是因?yàn)楹竺嬉{(diào)用STM32的DSP庫(kù)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(shí)現(xiàn)代碼： 1 /****************************************************************** 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(gè)數(shù)據(jù)的高16位存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)的實(shí)部， 6 低16位存儲(chǔ)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 {11 unsigned short i;12 float fx;13 for(i=0; i> 16;16 lY = (lBufOutArray[i] >> 16);17 X = NPT * ((float)lX) / 32768;18 Y = NPT * ((float)lY) / 32768;19 Mag = sqrt(X * X + Y * Y) / NPT;20 if(i == 0)21 lBufMagArray[i] = (unsigned long)(Mag * 32768);22 else23 lBufMagArray[i] = (unsigned long)(Mag * 65536);24 }25 }其中，數(shù)組lBufMagArray存儲(chǔ)了各次諧波的幅值。2.6實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過串口，我們可以將lBufMagArray數(shù)組中各次諧波的幅值（即各個(gè)頻率分量的幅值）輸出打印出來，具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下所示： i, P, Mag, X, Y 0, 0, 4, 0, -4 1, 175, 14, -6, -4 2, 350, 1492, 746, -3 3, 525, 11, -5, -3 4, 700, 8, -3, -3 5, 875, 8, -4, -2 6, 1050, 6, -3, 0 7, 1225, 6, -3, 0 8, 1400, 8, -4, -2 9, 1575, 8, -4, 0 10, 1750, 4, -2, 0 11, 1925, 8, -4, -1 12, 2100, 6, -3, 0 13, 2275, 5, -2, -2 14, 2450, 6, -3, -1 15, 2625, 8, -3, -3 16, 2800, 4, -2, 0 17, 2975, 6, -3, -1 18, 3150, 6, -3, 0 19, 3325, 6, -3, 0 20, 3500, 2, -1, 0 21, 3675, 4, -2, 0 22, 3850, 4, -2, 0 23, 4025, 4, -2, 0 24, 4200, 6, -3, 0 25, 4375, 6, -3, 0 26, 4550, 4, -2, 0 27, 4725, 6, -3, 0 28, 4900, 2, -1, 0 29, 5075, 4, -2, -1 30, 5250, 4, -2, 0 31, 5425, 2, -1, 0 32, 5600, 4, -2, -1 33, 5775, 6, -3, -1 34, 5950, 2, -1, -1 35, 6125, 6, -3, -1 36, 6300, 2, -1, 0 37, 6475, 6, -3, 0 38, 6650, 4, -2, 0 39, 6825, 4, -2, -1 40, 7000, 2, -1, 0 41, 7175, 6, -3, 0 42, 7350, 2, -1, 0 43, 7525, 2, -1, 0 44, 7700, 2, -1, 0 45, 7875, 2, -1, 0 46, 8050, 4, -2, 0 47, 8225, 2, -1, 0 48, 8400, 2696, 1348, 0 49, 8575, 2, -1, -1 50, 8750, 0, 0, 0 51, 8925, 4, -2, -1 52, 9100, 2, 0, -1 53, 9275, 0, 0, 0 54, 9450, 2, -1, -1 55, 9625, 2, -1, 0 56, 9800, 2, -1, 0 57, 9975, 2, -1, -1 58, 10150, 2, -1, -1 59, 10325, 2, -1, 0 60, 10500, 0, 0, 0 61, 10675, 2, -1, 0 62, 10850, 4, -2, -1 63, 11025, 2, -1, -1 64, 11200, 0, 0, 0 65, 11375, 2, -1, 0 66, 11550, 0, 0, 0 67, 11725, 2, -1, -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, 0, 0, 0 75, 13125, 4, -2, 0 76, 13300, 4, -2, 0 77, 13475, 2, -1, 0 78, 13650, 2, -1, 0 79, 13825, 4, -2, -1 80, 14000, 2, -1, 0 81, 14175, 4, -2, 0 82, 14350, 2, -1, 1 83, 14525, 4, -2, 1 84, 14700, 4, -2, 1 85, 14875, 2, -1, 1 86, 15050, 4, -2, 0 87, 15225, 2, -1, 0 88, 15400, 4, -2, 1 89, 15575, 4, -2, 1 90, 15750, 2, -1, 0 91, 15925, 2, -1, 1 92, 16100, 2, -1, 1 93, 16275, 2, -1, 1 94, 16450, 4, -2, 1 95, 16625, 2, -1, 1 96, 16800, 2, -1, -1 97, 16975, 4, -2, 0 98, 17150, 2, -1, 0 99, 17325, 4, -2, 0 100, 17500, 4, -2, 1 101, 17675, 4, -2, 0 102, 17850, 4, -2, 1 103, 18025, 4, -2, -1 104, 18200, 2, -1, 1 105, 18375, 4, -2, 0 106, 18550, 2, -1, 1 107, 18725, 3996, 1998, 1 108, 18900, 2, -1, 0 109, 19075, 2, -1, 1 110, 19250, 4, -2, 1 111, 19425, 4, -2, 1 112, 19600, 2, 0, 1 113, 19775, 2, -1, 0 114, 19950, 0, 0, 0 115, 20125, 4, -2, 1 116, 20300, 2, 0, 1 117, 20475, 2, 0, 1 118, 20650, 2, -1, 1 119, 20825, 2, -1, 1 120, 21000, 2, -1, 1 121, 21175, 2, -1, 0 122, 21350, 2, 0, 1 123, 21525, 2, -1, 0 124, 21700, 0, 0, 0 125, 21875, 2, -1, 1 126, 22050, 2, -1, 1 127, 22225, 2, 0, 1在以上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，我們分別打印出來了點(diǎn)數(shù)、頻率、幅值、實(shí)部、虛部信息。由以上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們可以看出，在頻率為350Hz，8400Hz和18725Hz時(shí)，幅值出現(xiàn)峰值，分別為1492、2696和3996，這與我們所預(yù)期的結(jié)果正好相符，從而驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。(mbbeetchina)