DSP大作業(yè)-快速傅立葉變換(FFT)算法實(shí)驗(yàn)

1、DSP原理及應(yīng)用大作業(yè)專(zhuān)業(yè)：電子信息工程名字：學(xué)位：快速傅立葉變換(FFT )算法的實(shí)驗(yàn)一、摘要基于CCS的DSP算法仿真設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單介紹了CCS軟件的主要功能，利用CCS軟件設(shè)計(jì)了數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)現(xiàn)了FFT算法實(shí)驗(yàn)二、引言在當(dāng)今數(shù)字時(shí)代的背景下，DSP控制器可靠性高，擴(kuò)展能力強(qiáng)，維護(hù)性高，能滿(mǎn)足各種場(chǎng)合的應(yīng)用需求，深受?chē)?guó)內(nèi)外電子信息界和控制方案支持企業(yè)的歡迎，被公認(rèn)為控制實(shí)現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展方向。 DSP已經(jīng)成為通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)備，被稱(chēng)為信息社會(huì)革命的旗手。3 .實(shí)驗(yàn)原理1.FFT的原理和參數(shù)生成公式：式(1)FFT運(yùn)算式FFT不是新的變換，而是離散傅立葉變換(DFT

2、 )的快速算法。 因?yàn)樵谟?jì)算DFT時(shí)，一次復(fù)數(shù)乘法需要四次實(shí)數(shù)乘法和二次實(shí)數(shù)加法，所以一次復(fù)數(shù)加法法則需要二次實(shí)數(shù)加法。每次運(yùn)算X(k )都需要4N次復(fù)數(shù)乘法和2N 2(N-1)=2(2N-1 )次實(shí)數(shù)相加。 因此，在整個(gè)DFT運(yùn)算中需要合計(jì)4N2次的實(shí)數(shù)乘法和N*2(2N-1)=2N(2N-1 )次的實(shí)數(shù)相加。 這樣，計(jì)算時(shí)的乘法次數(shù)和加法次數(shù)都與N2成比例，n越大則運(yùn)算量越大，因此有必要改進(jìn)DFT算法來(lái)減少運(yùn)算速度。利用傅立葉變換的對(duì)稱(chēng)性和周期性，可集成DFT運(yùn)算的一些項(xiàng)。 首先，設(shè)序列長(zhǎng)度為N=2L，l為整數(shù)。 N=2L的序列x (n ) (n=0，1，N-1 )按照n個(gè)奇偶校驗(yàn)分成兩組

3、，即，一個(gè)n點(diǎn)的DFT被分解成兩個(gè)N/2點(diǎn)的DFT，并重新組合成由下式表示的n點(diǎn)DFT一般地，假定輸入是連續(xù)的。 如果輸入單純的實(shí)數(shù)，則可以利用左右對(duì)稱(chēng)的特性來(lái)計(jì)算DFT。我們把這種RFFT優(yōu)化算法稱(chēng)為包裝算法：首先把2N點(diǎn)實(shí)數(shù)的連續(xù)輸入稱(chēng)為“進(jìn)口”。 接著，連續(xù)執(zhí)行n點(diǎn)的FFT。 最后，作為結(jié)果的n點(diǎn)的合成輸出，“on”成為相當(dāng)于最初的DFT的2N點(diǎn)輸入。 用這種思想可以區(qū)分FFT的大小，其中一半取決于包裝輸入O(N )的操作和輸出的開(kāi)放。 這種RFFT算法和通用FFT算法一樣快，計(jì)算速度幾乎達(dá)到了DFT的連續(xù)輸入兩次。 以下部分詳細(xì)介紹了TMS320C55x中的算法和操作。5 .程序流程圖

4、：4 .實(shí)驗(yàn)順序(1)第一部分1 .實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：-設(shè)置軟件模擬模式。啟動(dòng)CCS。2 .開(kāi)工。參照程序，工程目錄是c :ice tek-VC 5509-edu lablab 0503-FFTFFT.pjt。3 .編譯和下載程序。4 .打開(kāi)觀(guān)察窗口選擇菜單視圖-圖形時(shí)間/頻率5 .清除顯示在上面打開(kāi)的窗口上單擊鼠標(biāo)右鍵，然后從彈出菜單中選擇“Clear Display”功能。6 .中斷點(diǎn)的設(shè)定在程序FFT.c中有注釋“break point”的語(yǔ)句中設(shè)置軟件中斷點(diǎn)。7 .駕駛結(jié)果進(jìn)行觀(guān)察。從“調(diào)試”菜單中選擇“Animate”項(xiàng)目，或按F12鍵運(yùn)行程序。在“測(cè)試wave”窗口中觀(guān)察時(shí)域圖表在 Tes

5、t Wave 窗口中，右鍵單擊并選擇屬性，將圖形顯示更改為FFT。 觀(guān)察頻域的圖形。在“FFT”窗口中觀(guān)察用CCS計(jì)算出的正弦波的FFT。8 .退出CCS。9 .實(shí)驗(yàn)結(jié)果10 .源代碼(c語(yǔ)言)#include myapp.h #include ICETEK-VC5509-EDU.h #包括掃描代碼. h #include#define PI 3。#define SAMPLENUMBER 128void InitForFFT ()；void MakeWave ()；int INPUTSAMPLENUMBER，DATASAMPLENUMBER；浮點(diǎn)編號(hào)、fwa vei樣本編號(hào)、w sample編

6、號(hào)；浮動(dòng)sin _ tab 示例編號(hào)、cos _ tab 示例編號(hào)；main ()舉止PS；InitForFFT ()；MakeWave ()；for (i=0； i0 )舉止b=b*2； i-； /* b=2(L-1) */for (j=0； j=b-1； j ) /* for (2) */舉止p=1； i=7-L；while (I0)/* p=pow (2，7-l ) * j； */舉止p=p*2； i-；以下p=p*j；for (k=j； k128； k=k 2*b ) /* for (3) */舉止TR=dataRk； TI=dataIk； temp=dataRk b；datar k =datar kb * cos _ tab p datai kb * sin _ tab p ；datai k =datai k -datar kb * sin _ tab p datai kb * cos _ tab p ；datar kbb =tr-datar kbb * cos _ tab p -datai kbb * sin _ tab p ；datai kbb =titemp