前言
本文目的是演示如何使用 STM32F30x 内部的 DSP 进行浮点快速傅立叶变换（FFT），为联系实际应用，使用 ADC 对波形发生器进行 ADC 采样，然后对 ADC 采样结果进行 FFT， 与 Matlab 仿真结果进行比较察看最终结果的准确性。会使用到 ARM的 DSP 库文件，以及 STM32F30x 的浮点运算单元以及 DSP 指令等。

模拟 ADC 采样数据实现 FFT
使用 Matlab 使用 Matlab 生成 AM 调制波形


产生波形如下：



生成模拟 ADC 数据，使用 STM32F30x STM32F30x STM32F30x 进行 FFT 运算
生成数据存于 AM_50_ADC_Data[]数组中，实数转换为复数，进行 CFFT 的运算，调用 arm_cfft_f32 库函数，1024 点 FFT。

1. /* Real data to magnitude data */
   
2. for(i=0; i<1024; i++)
   
3. {
   
4. testInput_f32_10khz[i*2+1] = 0;
   
5. testInput_f32_10khz[i*2] = AM_50_ADC_Data[i];
   
6. }
   
7. /* Process the data through the CFFT/CIFFT module */
   
8. arm_cfft_f32(&arm_cfft_sR_f32_len1024, testInput_f32_10khz, ifftFlag, doBitReverse);
   
9. 
   
10. /* Process the data through the Complex Magnitude Module for
    
11. calculating the magnitude at each bin */
    
12. arm_cmplx_mag_f32(testInput_f32_10khz, testOutput, fftSize);

复制代码

结果打印并且和 Matlab 计算结果进行比较
为方便显示只取整数部分比较：上图为 Matlab 输出，下图为经过 STM32F30x 计算后的结果




模拟数据进行快速傅立叶结论
从数据上看 Matlab 仿真以及 STM32F30x 的 FFT 两者非常吻合，数据可以直接使用。基于时间数据转换到频域上，理论上直流分量，频率 fc 处，以及频率 fc-fm，fc+fm 处都会有波峰出现，实际看 FFT 波形如下：




实际 ADC 采样并进行 FFT 操作
使用波形发生器产生 50% 调幅波，载波 10KHz，调制波 1KHz，调制比 50%，偏移 1.5V



使用 STM32F30x 进行 ADC 采样，采样结果存于数组，数据导入到 Matlab 显示波形如下：



根据 ADC 采样数据进行 FFT 变换，分析结果如下面所示：




结论：
由 STM32F30x 的 ADC 采样的波形可以完整进行快速傅立叶变换，变化结果符合理论变化预期。并且利用 STM32F30x 的 FPU 以及 DSP 模块方便快速进行变化，给实际应用带来很大便利性。