如何使用STM32的DSP進(jìn)行FFT
傅里葉變換是數(shù)字信號處理領(lǐng)域一種極其重要的算法,它表明任何連續(xù)測量的時序或信號都可以表示為不同頻率的正弦波信號的無限疊加。而STM32的DSP(數(shù)字信號處理器)也能夠處理浮點(diǎn)型數(shù)據(jù),在傅里葉分析中,我
傅里葉變換是數(shù)字信號處理領(lǐng)域一種極其重要的算法,它表明任何連續(xù)測量的時序或信號都可以表示為不同頻率的正弦波信號的無限疊加。而STM32的DSP(數(shù)字信號處理器)也能夠處理浮點(diǎn)型數(shù)據(jù),在傅里葉分析中,我們通常使用快速傅里葉變換(FFT)。
資源配置
首先,需要下載STM32官方的DSP庫文件,然后把它添加到工程文件里面。具體操作步驟:先點(diǎn)擊新建文件夾,再添加文件(add files),選中要添加的文件,最后點(diǎn)擊“add”和“OK”即可完成添加。
添加完畢后,你會看到兩個文件,一個是arm_fft_bin_example_f32.c,這是官方提供的例子;另一個是arm_fft_bin_data.c,這是官方提供的數(shù)據(jù)。
調(diào)用DSP函數(shù)
當(dāng)你把庫文件添加到工程文件里面后,就可以開始使用DSP函數(shù)了。下面,讓我們來介紹一些常用的函數(shù)。
1. 初始化FFT
初始化FFT非常簡單,你只需要調(diào)用以下代碼即可:
status arm_cfft_radix4_init_f32(S, fftSize, ifftFlag, doBitReverse);
其中,S是指FFT狀態(tài)結(jié)構(gòu)體,fftSize是FFT的大小,ifftFlag用于指示是否執(zhí)行反FFT,doBitReverse則用于控制是否要進(jìn)行位反轉(zhuǎn)。
2. 進(jìn)行FFT計算
進(jìn)行FFT計算的函數(shù)是arm_cfft_radix4_f32,它的參數(shù)包括FFT狀態(tài)結(jié)構(gòu)體和輸入數(shù)據(jù)。需要注意的是,tesTInput_f32_10khz數(shù)組不能是const,因為計算結(jié)果將會覆蓋在這個數(shù)組里面。
3. 計算幅值
由于FFT求出的是復(fù)數(shù),我們需要把它們轉(zhuǎn)化為幅值。這可以通過以下函數(shù)實(shí)現(xiàn):
arm_cmplx_mag_f32(testInput_f32_10khz, testOutput, fftSize);
其中,testInput_f32_10khz是FFT的輸入數(shù)據(jù),testOutput則是輸出的幅值數(shù)據(jù),fftSize是FFT的大小。
4. 求模的最大值
如果我們想要找到幅值最大的那個波形,可以用以下函數(shù):
arm_max_f32(testOutput, fftSize, maxValue, testIndex);
其中,testOutput是輸出的幅值數(shù)據(jù),fftSize是FFT的大小,maxValue是指向存儲最大值的指針,testIndex則是指向存儲最大值對應(yīng)的索引的指針。
總結(jié)
在使用STM32的DSP進(jìn)行FFT時,需要先下載并添加官方的DSP庫文件到工程文件里面。然后,調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)即可進(jìn)行FFT計算和結(jié)果處理。不同的情況下可能需要使用不同的函數(shù),但以上介紹的函數(shù)已經(jīng)足夠應(yīng)對大多數(shù)場景。