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1、基于CCS和ICETEK5509实验箱 -FFT算法的C语言实现与验证学院：计算机学院班级： 通信0801姓名： 陆天涯 学号：3080601022同组成员： 朱峰 指导老师： 周祥 一、课程设计目的1、熟悉FFT的基本原理及A/D转换的基本原理 2、针对理论课、实验课中无时间和不方便提及内容和需强调重点进行补充与完善；3、以原理算法的实现与验证体会DSP技术的系统性，并加深基本原理的体会。二、课程设计要求1.设计一个以ICETEK5509为硬件主体，FFT为核心算法的频谱分析系统方案；2.用C语言编写系统软件的核心部分，熟悉CCS调试环境的使用方法，在CCS IDE中仿真实现方案功能；3.在
2、实验箱上由硬件实现频谱分析。三、课程设计内容1、FFT算法C语言实现与验证1）参考教材P371的14.3节完成CCS环境中的FFT工程的建立；2）设计检测信号，验证FFT算法的正确性及FFT的部分性质；3)运用FFT完成IFFT计算；2、 单路，多路模数转换（AD）1)回顾CCS的基本操作流程，尤其是开发环境的使用；2)参考实验指导和示例工程掌握5509芯片A/D的C语言基本控制流程；3)仔细阅读工程的源程序，做好注释，为后期开发做好系统采集前端设计的准备；3、 系统集成，实现硬件频谱分析1)整合前两个工程，实现连续信号的频谱分析工程的构建；2)参考A/D转换示例和DSP系统功能自检示例完成硬
3、件连接，并测试开发系统运行效果；3)基于现有系统，对于实时频谱分析给出进一步开发设计和系统改良方案。四、课程设计原理1（软仿真）先利用sin函数验证FFT的正确性 2（硬仿真）将信号模拟信号经过AD采样后，转为离散的数字信号，将这些信号存储进缓冲区，然后读出缓冲区数据，经过变址运算后做蝶形运算，得到的数据进行IFFT运算，将运算后的图与开始的输入信号做对比。原理流程图:五、主要函数代码及流程分析：main函数#include myapp.h#include ICETEK-VC5509-EDU.h#include scancode.h#include FFT.hvoid InitADC();vo
4、id wait( unsigned int cycles );void EnableAPLL( );struct compx wFFT_N;float mFFT_N;float nFFT_N;unsigned int nADC0FFT_N,nADC1FFT_N;/float nADC0256,nADC1256;float reFFT_N,imFFT_N;main()int i;unsigned int uWork; EnableAPLL();SDRAM_init();InitADC(); PLL_Init(132);while ( 1 )for ( i=0;iFFT_N;i+ )ADCCTL=
5、0x8000;/ 启动AD转换，通道0douWork=ADCDATA;/ADCDATA见ICETEK-VC5509-EDU.h while ( uWork&0x8000 );nADC0i=uWork&0x0fff; /通道0信号采集for( i=0;iFFT_N;i+ )wi.real=nADC0i; /将输入信号的实部赋值送wi wi.imag=0;FFT(w,FFT_N); /调用FFT对w做FFTfor( i=0;i256;i+ )mi=wi.real; ni=wi.imag;IFFT(w,FFT_N) / 调用IFFT对w做IFFT for( i=0;i256;i+ )rei=wi.r
6、eal; imi=wi.imag;for ( i=0;iFFT_N;i+ )ADCCTL=0x9000;/ 启动AD转换，通道1douWork=ADCDATA; while ( uWork&0x8000 );nADC1i=uWork&0x0fff; /通道1信号采集asm( nop);/ break pointvoid InitADC()ADCCLKCTL=0x23; / 4MHz ADCLKADCCLKDIV=0x4f00;void wait( unsigned int cycles ) int i; for ( i = 0 ; i cycles ; i+ ) void EnableAPLL
7、( ) /* Enusre DPLL is running */ *( ioport volatile unsigned short* )0x1f00 = 4; wait( 25 ); *( ioport volatile unsigned short* )0x1f00 = 0; / MULITPLY *( ioport volatile unsigned short* )0x1f00 = 0x3000; / COUNT *( ioport volatile unsigned short* )0x1f00 |= 0x4F8; wait( 25 ); /*( ioport volatile un
8、signed short* )0x1f00 |= 0x800 / MODE *( ioport volatile unsigned short* )0x1f00 |= 2; wait( 30000 ); / APLL Select *( ioport volatile unsigned short* )0x1e80 = 1; / DELAY wait( 60000 );Main函数流程图：FFT主程序：#include struct compx float real ; float imag ; /*定义一个复数结构struct compx s257; /*FFT输入，输出 均从s1开始str
9、uct compx EE( struct compx, struct compx);void FFT(struct compx * ,int)struct compx EE( struct compx b1, struct compx b2) struct compx b3; b3.real =b1.real*b2.real-b1.imag*b2.imag; b3.imag=b1.real*b2.imag+b1.imag*b2.real; return( b3); /*输入xin的实部，虚部，输出：xin（实部，虚部） N 为FFT点数void FFT( struct compx *xin ,
10、N) int f,m,nv2,nm1,i,k,j=1,l; int le,lei,ip; float pi,x,y; struct compx v,w,t; nv2=N/2; f=N; for(m=1;(f=f/2)!=1;m+) ; /*求N为2的多少次幂放入m nm1=N-1; /*变变址运算，实现数据运算前的位倒序*/ for(i=1;i=nm1;i+) if(ij) t=xinj;xinj=xini;xini=t; /*如果ij,即进行变址*/ k=nv2; /*求j的下一个倒位序*/ while(kj) /*如果kj,表示j的最高位为1*/ j=j-k;k=k/2; /*k/2,比较
11、次高位，以此类推，逐个比较，直到某个位为0*/ j=j+k; /* FFT*/ for(l=1;lm;l+) le=pow(2,l); lei=le/2; pi=3.14159265; v.real=1.0;v.imag=0.0; w.real=cos(pi/lei);w.imag=-sin(pi/lei); for(j=1;j=lei;i+) /控制计算不同种蝶形结，即计算系数不同的蝶形结 for(i=j;i=N;i=i+le) ip=i+lei; /控制计算同种蝶形结运算，即计算系数相同蝶形结 t=EE(xinip,v); xinip.real=xini.real-t.real; xini
12、p.imag=xini.imag-t.imag; xini.real=xini.real+t.real; xini.imag=xini.imag+t.imag; v=EE(v,w); FFT流程图：六、 课程设计结果1、输入sin信号经fft变换后的频域实部虚部2、 输入三角波信号经fft变换后的频域实部虚部3.输入方波信号经fft变换后的频域实部虚部七、 实验心得通过一个半星期的DSP课程设计使我学到了好多课本上学不到的东西，增强了自己动手能力，并且复习了大一大二所学习的C语言能力。对于FFT的算法的C语言实现，书上有部分语法的错误，比如：第七行语句后面少一个分号，FFT函数中把L写成1等错
13、误。一开始对CCS开发环境不熟悉，在调试的时候，经常的会用到图形的输出，对于图片的属性设置很不熟悉，一开始感觉很不习惯，因为图太多加上对于程序总体把握的不准，经常搞出来不需要的图。后来在同学的指导下才有所了解。在使用硬件进行调试的时候，由于电脑和硬件的不稳定，经常出错，一开始不了解，出错了就只能通过重启来解决，浪费了大量时间。后来才知道通过复位硬件也能解决。由于时间有限，总体完成的不大满意，直到最后FFT算法还是有些问题，图形还是没做到实时性，不能使图形能实时的改变。最后感谢周老师一个学期的悉心指导，本次课设使我们更加深入的了解DPS这门学科，为我们以后可能走上的研发调试工作提供了宝贵的经验。
