STM32F4 DSP库学习笔记5-复数FFT的实现方法

STM32F4 DSP库学习笔记5-复数FFT的实现方法

我们会用了ST官方的汇编FFT库，那些库函数在没有带FPU浮点运算的32芯片上也可以用的不错。然后今天我们就用一下F4的DSP库。在该目录下包含了图中所示的源文件

复数FFT函数支持三种数据类型，分别是浮点，Q31和Q15，待会就拿浮点数来做例子。

先介绍下函数：

void arm_cfft_f32(

const arm_cfft_instance_f32 * S,

float32_t * p1,

uint8_t ifftFlag,

uint8_t bitReverseFlag);

arm_cfft_instance_f32 * S是一个结构体指针这个结构体包含FFT运算的旋转因子和位反转表，就相当于一个常量，我们不用去管它。float32_t * p1，是输入复数数组的地址，长度应该是运算点数的两倍，注意的是输入和输出共用一块缓存

uint8_t ifftFlag,是运算的正反标志ifftFlag=1是反变换。ifftFlag=0是正变换

uint8_t bitReverseFlag，是

flag that enables (bitReverseFlag=1) or disables (bitReverseFlag =0) bit

好，然后就只要这一句话就可以计算复数的FFT正变换

arm_cfft_f32(&arm_cfft_sR_f32_len1024,testInput,0, 1);

计算出结果后，用下面语句就可以求出幅值了；

arm_cmplx_mag_f32(testInput, testOutput, 1024);

关于arm_cmplx_mag_f32(testInput, testOutput, 1024)，它的原型是：

void arm_cmplx_mag_f32(

float32_t * pSrc,

float32_t * pDst,

uint32_t numSamples);

这个函数是求复数的模值

float32_t * pSrc,是输入数组地址

float32_t * pDst,是输出数组地址

uint32_t numSamples是运算点数

当然上面语句中testInput数组的长度是testOutput数组的两倍。因为testInput输入的是复数。

可以用下面的for语句把数据赋值给testInput[2048]

for(i=0; i<1024; i++)

{

testInput[i*2+1] = 0;

testInput[i*2] = 1.2f*arm_sin_f32(2*3.1415926f*50*i/1000)+1;

}实部为正弦函数数据，虚部为0；

在串口上打印出结果。

导入到MATLAB中，把数组重命名成data

运行下面语句

>> fs=1000;

>> N=1024;

>> n=0:1:N-1;

>> f=fs*n/N;

>> plot(f,data)

显示如下：【STM32F4运算结果】

可见复数FFT效果非常不粗。

下面再用MATLAB模拟一下。

运行如下程序：

>> fs=1000;

>> N=1024;

>> n=0:1:N-1;

>> f=fs*n/N;

>> t=0:1/fs:1-1/fs;

>> x=1.2*sin(2*pi*100*t)+1;

>> y=fft(x,1024);

>> plot(f,abs(y))

【MAT LAB运算结果】

可见stm32f4的复数fft运算结果也是正确的，但是我现在也发现了一

个问题就是fft变换后第一个模值会很大。