基于dsp数字信号处理器的fft算法进行频谱分析

基于dsp数字信号处理器的fft算法进行频谱分析内容摘要：

域波形和对该信号进行 FFT 变换谱分析的静态图像，如图 图 8 所示。 图 7 频谱分析结果（一） 图 8 频谱分析结果（二） 图 7 和图 8 分别为输入语音信号频率大小不同情况下的结果；其中中上面的波形为语音信号的时域波形，下面的波形为对该信号进行 FFT 变换后的谱分析结果。 由此我们可以得出：数字信号处理（ DSP）能够对信号进行实时分析，以便我们对各种信息能够更及时的了解，这也是它的优越性所在，使得他在我们的生活生产中有着更广泛的应用。 附录 extern void InitC5402(void)。 extern void OpenMcBSP(void)。 extern void CloseMcBSP(void)。 extern void READAD50(void)。 extern void WRITEAD50(void)。 /*********************************************************************** ** Main Function Program ***********************************************************************/ include include void kfft(pr,pi,n,k,fr,fi,l,il) int n,k,l,il。 double pr[],pi[],fr[],fi[]。 { int it,m,is,i,j,nv,l0。 double p,q,s,vr,vi,poddr,poddi。 for (it=0。 it=n1。 it++) { m=it。 is=0。 for (i=0。 i=k1。 i++) { j=m/2。 is=2*is+(m2*j)。 m=j。 } fr[it]=pr[is]。 fi[it]=pi[is]。 } pr[0]=。 pi[0]=。 p=(*n)。 pr[1]=cos(p)。 pi[1]=sin(p)。 if (l!=0) pi[1]=pi[1]。 for (i=2。 i=n1。 i++) { p=pr[i1]*pr[1]。 q=pi[i1]*pi[1]。 s=(pr[i1]+pi[i1])*(pr[1]+pi[1])。 pr[i]=pq。 pi[i]=spq。 } for (it=0。 it=n2。 it=it+2) { vr=fr[it]。 vi=fi[it]。 fr[it]=vr+fr[it+1]。 fi[it]=vi+fi[it+1]。 fr[it+1]=vrfr[it+1]。 fi[it+1]=vifi[it+1]。 } m=n/2。 nv=2。 for (l0=k2。 l0=0。 l0) { m=m/2。 nv=2*nv。 for (it=0。 it=(m1)*nv。 it=it+nv) for (j=0。 j=(nv/2)1。 j++) { p=pr[m*j]*fr[it+j+nv/2]。 q=pi[m*j]*fi[it+j+nv/2]。 s=pr[m*j]+pi[m*j]。 s=s*(fr[it+j+nv/2]+fi[it+j+nv/2])。 poddr=pq。 poddi=spq。 fr[it+j+nv/2]=fr[it+j]poddr。 fi[it+j+nv/2]=fi[it+j]poddi。 fr[it+j]=fr[it+j]+poddr。 fi[it+j]=fi[it+j]+poddi。 } } if (l!=0) for (i=0。 i=n1。 i++) { fr[i]=fr[i]/(*n)。 fi[i]=fi[i]/(*n)。 } if (il!=0) for (i=0。 i=n1。 i++) { pr[i]=sqrt(fr[i]*fr[i]+fi[i]*fi[i])。 if (fabs(fr[i])*fabs(fi[i])) { if ((fi[i]*fr[i])0) pi[i]=。 else pi[i]=。 } else pi[i]=atan(fi[i]/fr[i])*。 } } void main(void) { int i,n,k=0。 double x[128],pr[128],pi[128],fr[128],fi[128],mo[128]。 int xm,zm。 int *px = (int*)0x3000。 int *pz = (int*)0x3080。 n=128。 InitC5402()。 /* initialize C5402 DSP */ OpenMcBSP()。 for (。 ) { READAD50()。 px = (int*)0x3000。 for (i=0。 i=n1。 i++) { xm=*px。 x[i]=xm/。 pr[i]=x[i]。 pi[i]=0。 px++。 } kfft(pr,pi,128,7,fr,fi,0,1)。 pz = (int*)0x3080。 for (i=0。 i=n1。 i++) { mo[i] = sqrt(fr[i]*fr[i]+fi[i]*fi[i])。 zm = (int)(mo[i]*)。 *pz = zm。 pz++。 } k++。 } } /*********************************************************************** ** End of File –– ***********************************************************************/ 结论 本论文学习和研究了离散傅里叶变换（ DFT）和快速傅里叶变换（ FFT）的算法，把重点放在了时间抽取法基 2FFT 算法上。 以及在 DSP 基础上用 FFT 变换对信号进行频谱分析。 明确了 FFT在 DSP 芯片上的实现的关键。 基于 DSP 的快速傅里叶变换频谱分析的研究使 FFT 能够有效的在 DSP芯片上实现，有助于我们能够更及时的了解信息，对我们的生活生产以及科技研究有很大的帮助。 自从快速傅里叶变换（ FFT）出现以后，频谱分析技术便很快的发展起来，而且越来越贴近我们的生活生产，如医疗器械，无线电通信等等。 但是我们对频谱分析 技术的研究并未达到最高的层次，未来发展具有很广阔的空间。 参考文献 [1]方勇 .数字信号处理 — 原理与实践 [M].北京：清华大学出版社 .2020. [2]丁康，张晓飞 .频谱校正理论的发展 [J].振动工程学报． 2020 [3]高西全 ,丁玉美 . 数字信号处理 [M].西安：西安电子科技大学出版社 . 2020 [4]孙仲康．快速傅里叶变换及其应用 [M]. 北京：人民邮电出版社． 1982. [5]郑阿奇 .MATLAB实用教程 [M].北京：电子工业出版社 .2020. [6]郭仕剑，王 宝顺，贺志国，杨可心 . [M]。 北京：中国邮电出版社 .2020 [7]赵桂芳等．基于 DSP的快速傅立叶变换的实现 [J]．黄石理工学院学报． 2020 [8]乔瑞萍，崔涛，张芳娟 .TMS32054xDSP原理及应用 [M].西安：西安电子科技大学出版社 .2020： [9]杨宇，叶宇风，王洪 .基于 DSP 的实时信号频谱分析模块设计 [J].电子测量技术 .2020 年 4 月第二期 [10] 汪安民 .TMS320C54x DSP 实用技术 [M].清华大学出版社， 2020 本科毕业设计（论文） 简明指导手册 1 毕业设计 (论文 )总论 概 述 高等院校的毕业设计 (论文 )教学过程是实现本科培养目标及规格的重要培养阶段。 毕业设计 (论文 )是学生毕业前的最后学习阶段，是学习深化与升华的重要过程；是能力与素质培养的重要途径；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；是评价高等学校教育教学质量的重要依据。 毕业设计 (论文 )的基本概念 （ 1） 毕业设计的内涵 毕业设计是高等学校应届毕业生，毕业前接受课 题任务，所进行的设计过程，并取得其设计成果。 （ 2）毕业论文的内涵 毕业论文是高等学校学生毕业前所撰写的学术论文。 毕业论文表明作者在科学研究工作中取得的新成果或提出的新见解，并表明作者具有的科研能力与学识水平。 毕业论文具有学术论文所共有的一般属性，它的构成与展开严格按照绪论、本论、结论的思维方式，以事实为基础，以严谨的推理过程为依据，得出可信的科学结论。 毕业设计 (论文 )的特点与功能 （ 1）毕业设计的特点与功能 ①毕业设计的特点 高等院校学生毕业设计具有设计内容的科学性、设计思想的 新颖性、设计表述的规范性、设计条件的约束性、设计过程的综合性、设计结果的实用性等工程设计的特点外，还具有毕业设计任务的确定首先考虑教学基本要求、毕业设计时间的限定性及学业的规定性、毕业设计是在指导教师指导下独立完成的等特点。 ②毕业设计的功能 教学与教育功能 毕业设计教学过程是高等院校培养计划的重要组成部分；是进行设计科学教育，强化工程意识，接受工程基本训练，提高工程实践能力的重要培养阶段；是培养优良的思维品质，进行综合素质教育的重要途径。 通过毕业设计教学工作，培养学生综 合运用多学科理论、知识与技能 ，解决具有一定复杂程度的工程实际问题的能力；培养学生树立正确的设计思想和掌握现代设计方法；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；培养学生优良的思维品质，强化工程实际意识；培养学生 2 大学 毕业设计（论文）简明指导手册 勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神。 在毕业设计阶段，通过毕业设计教学与教育功能的实现，有益于学生科学的智能结构的形成及综合素质的全面培养。 社会功能 毕业设计课题来源于实际，毕业设计成果直接或间接为经济建设服务，为生产、科研服务，为社会服务，以实现毕业设计的社会功能。 （ 2）毕业论文的特点与功能 ①毕业论文的特点 毕业论文或称学位论文是学术论文中的一种类型，具有学术性、科学性、创造性，即一般学术论文的共同属性，同时具有下列特点： 毕业论文课题的确定，首先要符合教学基本要求，同时也要兼顾科学研究实际需要，紧密联系实际。 毕业论文具有时间的限定性及学业的规定性。 毕业论文是在指导教师指导下独立完成的。 ②毕业论文的功能 教学与教育功能 毕业论文教学过程是高等学校培养计划的重要组成部分，是学生毕业前提交的一份具有一定理论与实际价值的学术论文。 它是高等学校 学生从事系统的科学研究的初步尝试；是在指导教师指导下，对取得的科研成果的综合表述。 通过毕业论文的教学过程，培养学生探求未知、探索真理的科学精神，以及优良的科学品质与科学素养；培养学生从事科学研究的基本能力。 通过毕业论文的教学过程，检验学生综合运用基础理论、基本知识和实验技术，解决科学和技术领域有关问题的能力；检验科研基本训练的实际效果。 社会功能 毕业论文是以应用研究成果作为媒介与生产和社会实际相联系。 然后，通过开发研究的成果应用于生产实际，为社会服务。 同时，毕业论文又是面向社会发表研究成果的重要 手段，也是信息交流与信息存储的重要工具，从而实现其社会功能。 3 大学 毕业设计（论文）简明指导手册 毕业设计 (论文 )教学各阶段流程 表 1 毕业。