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。
& F& i- e" b3 u/ @
模拟 ADC 采样数据实现 FFT
使用 Matlab 使用 Matlab 生成 AM 调制波形
3 e' m, j( Q0 b5 q: F# J* Y
- e% _4 u; |3 w) T3 b& i
7 F# v0 i8 w( @* U产生波形如下：

$ w) Q( ]& g/ C3 d0 X/ q

生成模拟 ADC 数据，使用 STM32F30x STM32F30x STM32F30x 进行 FFT 运算
% ^$ \+ N! t& j7 F2 E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。

/ u' D% e8 p5 b/ I0 Q- ^7 F
. @. d1 `0 l' k" G

1. /* Real data to magnitude data */
   
2. for(i=0; i<1024; i++)
   
3. {
   
4. testInput_f32_10khz[i*2+1] = 0;
   . h5 O! Z9 i9 y' d; p% _7 L3 ]
5. testInput_f32_10khz[i*2] = AM_50_ADC_Data[i];
   
6. }
   
7. /* Process the data through the CFFT/CIFFT module */
   / w& }8 Q, o7 x1 K- w
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
    - m# r9 i" w9 F: Y7 n2 u  ?* w. g) W
11. calculating the magnitude at each bin */
    
12. arm_cmplx_mag_f32(testInput_f32_10khz, testOutput, fftSize);

复制代码

8 W) M2 q' x0 g) L4 \. j' |
/ Z  c& B0 p4 m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
9 x6 O5 P5 }9 f


- W4 Q1 r+ J" d3 E, J. _  e# y: n
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：
1 ]# ^: a" Q- H- {! `* n

, @6 J& U) F# j7 @1 g
- _9 J9 @# Z* j- N
" I0 A* N( n2 [/ S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

4 Q+ w3 h8 W6 l' i3 p( H

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：
# C6 F$ _# P3 U& c! E: s


6 _' e1 |$ X( Y8 v7 d根据 ADC 采样数据进行 FFT 变换，分析结果如下面所示：
7 o4 j9 i( c7 h5 |( H/ U' ~
  i$ |* C3 Z& b5 n/ L0 i
) }# P: K; C, a: w* c, W5 U+ k3 b* O
+ S/ f: W& ~2 C. |" S, A& [
, k# c# `7 O9 Q) G4 ^9 \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。

  T6 V, W* D/ S& q. J! C


  s) V8 c( }8 j/ J5 k1 \. O


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: X3 |; C1 `6 q, G$ K8 Q5 h" \
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% @# P5 n3 q8 f, e5 N5 W6 Y




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