stm32f407基于dsp的FFT并输出频谱(hal库)

一、开发环境

硬件:STM32F407 核心开发板

单片机:STM32F407ZGT6

Keil版本:5.24.2.0

STM32CubeMX版本:6.12.0

 二、配置CubeMX

0. 添加dsp库:参考这位大佬STM32 DSP库的快速添加 基于cubemx 调用,使用DSP库_stm32 dsp库的快速添加 基于cubemx 调用,使用dsp库-优快云博客

1. 选择时钟源

2. 配置时钟

​3. 使能Debug功能:Serial Wire

4. HAL库时基选择:SysTick

5. ADC配置:如图。

6. TIM配置:如图。

7. 配置工程参数:在Project标签页中,配置项目名称和位置,选择工具链MDK-ARM。

8. 生成代码:在Code Generator标签页中,配置工程外设文件与HAL库,勾选头文件.c和.h文件分开,然后点击Project > Generate Code生成代码。

三、代码实现与部署

1. 路径如图:删了一个,加了一个。

2. main.c增加代码:依次添加头文件、数组、相应的代码等。

#include "stdio.h"

#include "arm_math.h"
#include "arm_const_structs.h"




#define FFT_LENGTH 4096




uint16_t adc_buff[FFT_LENGTH];
float testInput[FFT_LENGTH*2] = {0};
float testOutput[FFT_LENGTH] = {0};

__IO uint8_t AdcConvEnd = 0;




  /* USER CODE BEGIN 2 */
	HAL_TIM_Base_Start(&htim3);              
	HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)adc_buff,4096);	
  /* USER CODE END 2 */




  /* USER CODE BEGIN WHILE */
		while (!AdcConvEnd)
			;
	  
		for (uint16_t i = 0; i < FFT_LENGTH; i++)
        {  
			testInput[i * 2] = adc_buff[i];  
			testInput[i * 2 + 1] = 0;  
		}  
		
		arm_cfft_f32(&arm_cfft_sR_f32_len4096, testInput, 0, 1);  
		arm_cmplx_mag_f32(testInput, testOutput, FFT_LENGTH);  
  
		testOutput[0] /= FFT_LENGTH;  
		
		for (uint16_t i = 0; i < FFT_LENGTH; i++)
		{  
			testOutput[i] /= FFT_LENGTH / 2;
		}  
  
		for (uint16_t i = 1; i < FFT_LENGTH / 2; i++)
		{ 
			printf("%d:%f\r\n", (int)i, testOutput[i]);
		}	
  /* USER CODE END WHILE */

(参考的挺杂的,这里就不列出来了,感恩大佬们

### 使用 STM32HAL 实现 FFT 为了在 STM32 上使用 HAL 执行快速傅里叶变换 (FFT),需要完成几个关键配置步骤。这些步骤涵盖了硬件和软件设置,确保 DSP 功能正常工作。 #### 配置项目环境 首先,在 STM32CubeMX 中创建新工程时应启用 CMSIS-DSP 支持[^1]。这一步骤通过勾选 "Middleware" 下的 "CMSIS_DSP" 来完成。接着,需定义特定宏来优化性能: - `ARM_MATH_CM4`:指定 Cortex-M4 的数学运算模式。 - `ARM_MATH_MATRIX_CHECK`:开启矩阵操作的安全检查功能。 - `ARM/Math_ROUNDING`:控制舍入行为以适应不同应用场景的需求[^2]。 ```c #define ARM_MATH_CM4 /* Select CM4 optimized version */ #define ARM_MATH_MATRIX_CHECK /* Enable matrix checking */ #define ARM_MATH_ROUNDING /* Set rounding mode */ ``` #### 初始化 ADC 获取数据样本 要处理实际信号,通常会利用模数转换器(ADC)采集时间域内的电压变化作为输入序列给定到后续算法中去。这里假设已经完成了基本的 ADC 设置,能够读取一组有效的采样点集合。 ```c uint32_t adc_raw_data[BUFFER_SIZE]; // 存储来自ADC的数据缓冲区 HAL_ADC_Start(&hadc); if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc, 100) == HAL_OK){ *adc_raw_data++ = HAL_ADC_GetValue(&hadc); } HAL_ADC_Stop(&hadc); ``` #### 执行 FFT 变换 当准备好了待分析的时间序列之后就可以调用 arm_cfft_f32 函数来进行计算了。注意这里的函数参数是指向浮点型数组以及长度指示符等必要信息。 ```c #include "arm_math.h" // 定义用于存储频率响应结果的空间 float32_t fft_input[BUFFER_SIZE]; float32_t fft_output[BUFFER_SIZE]; /* 将原始整数值映射成适合FFT使用的范围 [-1,+1)*/ for(int i=0;i<BUFFER_SIZE;i++){ float32_t temp=(float32_t)(adc_raw_data[i]-CENTER_VALUE)/SCALE_FACTOR; fft_input[i]=temp; } // 创建初始化CFFT实例对象 arm_rfft_instance_f32 S; arm_rfft_init_f32(&S,BUFFER_SIZE>>1,IFFT_FLAG,TWID_FLAG); // 实际执行离散傅立叶变换过程 arm_rfft_f32(&S,fft_input,fft_output); ``` 上述代码片段展示了如何从 ADC 接收数据通过 CMSIS-DSP 提供的功能接口实施 FFT 运算。值得注意的是,具体细节可能会依据所选用的具体型号有所差异,请参照官方文档获取最准确的信息。
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值