STM32F4DSP应用学习笔记11-对ADC采集数据进行FFT频谱分析(2)-电子芯吧客

STM32F4DSP应用学习笔记11-对ADC采集数据进行FFT频谱分析(2)

barrettzxn
LV5工程师
| 2015-05-08 14:45:29
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【原创】STM32F4DSP应用学习笔记11-对ADC采集数据进行FFT频谱分析(2)

上一节中我们知道了如何对ADC采集数据这个过程进行配置。

这一节的内容是我们需要处理采集回来的数据，并通过MATLAB进行分析，并且把结果显示在STM32F429-discovery的TFT屏幕上。

首先还是采集1024个数据，我们把采集回来的数据打印出来并且用MATLAB进行作图，然后。其次，我们对这1024个数据进行复数FFT运算，再把运算出来的结果打印出来,然后用MATLAB进行作图。记住我们的采样率是45k，被采样信号是10k的50%占空比的方波信号。板子上的引脚连接为PD12->PF9。

1：首先使用如下代码，打印出采样回来的数据。因为采样率大致为4倍的被采样信号频率，所以理论上在一个周期内会有两个4096和两个0。把打印出来的数据导入到MATLAB，命名为data1

for(i=0;i

printf("%drn",uhADC3Converted_buffer1);

2：打印出FFT运算后的模值。这里要提到的一点是，我把运算出来的直流量改为0.111111f;然后把打印出来的数据导入到MATLAB命名为data2

float32_t testOutput;

float32_t testInput;

for(i=0; i<1024; i++)

{

testInput = 0;

testInput = (float32_t)(ipnut_data*3.0f/0XFFF);

}

arm_cfft_f32(&arm_cfft_sR_f32_len1024, testInput, 0, 1);//复数FFT运算 arm_cmplx_mag_f32(testInput, testOutput, 1024);//复数求模值运算

testOutput=0.111111f;

for(i=0; i<1024; i++)

{

printf("%frn", testOutput);

}

3：

运行如下MATLAB程序，得到如下结果

Fs=45000;

N=1024;

n=0:1:N-1;

f=n*Fs/N;

subplot(2,1,1);

plot(n(1:300),data1(1:300));

subplot(2,1,2);

plot(f,data2);

xlabel(\'频率/Hz\');

ylabel(\'幅度\');

看了上面的结果，小伙伴们是不是有疑惑呢？

理论上10k方波的FFT变化应该是只有10k，30k，50k，70k........这些谱线的，那为什么会多出5k，15k，20k............这些谱线的，想必对奈奎斯特比较了解的同学都知道，这是产生频谱混叠了，对的，因为45k采样率只能采集22.5k以下的频率才不会造成混叠，不了解这方面的同学可以百度一下。

现在我们已经得到了正确的数据，那么我们就可以把这些数据显示在LCD屏上了。关于TFT屏，这里我就不详细介绍了，毕竟我们的主要内容是信号处理。STM32F429内部集成了LCD控制器。而且官方也给出了操作TFT屏的库函数。所以我也就直接拿过来用了。关于TFT,我们这里主要用到的就是画矩形块。

画矩形块的函数是这样的：

void LCD_DrawFullRect(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Width, uint16_t Height);

给定坐标，宽度，长度就OK了。要注意的地方是X轴方向和Y轴方向是如下图所示方向

宽度是X轴方向的，长度是Y方向的。

下图是最后显示的频谱，只取了一半，因为另一半是对称的。显示结果和MATLAB结果是一致的。说明我们的显示函数是正确的。并且频谱是随着数据实时更新的！

频谱的显示支持多种宽度，因为我们FFT变化输出数据为1024个，我们取一半的画是512个，但是整个TFT屏长度才320个点，所以，我们需要把这512个有效点数进行处理，可以前后两个数据取平均。举个例子，如果我们要显示160个数，那么就是两格显示一个数那么要尽可能利用完这512个数据，我们就把前后三个数平均一下。这样一共用掉了480个数。

下面这个图就是显示数据比较少，每个显示条加宽了。

并且通过串口发送a字符还支持横竖屏切换显示

下面附上源码。