FFT C语言算法

### FFT C语言算法知识点 #### 一、FFT算法概述 快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，简称FFT）是一种高效计算离散傅里叶变换及其逆变换的算法。FFT不仅在信号处理领域有着广泛的应用，而且在数字图像处理、数据压缩、无线通信等多个领域都有着重要的作用。 #### 二、代码解析 ##### 1. 文件头注释 ```c /**************************************************************************** **$TITLE:FFT.C$ **FFT.C **--------- **Bringsdatainfromthecodec,andrunsitthroughanfftalgorithm. **thedatacanbeplottedinrealtimeatthehost. ** ****************************************************************************/ ``` - **文件名**：FFT.C - **功能**：该文件从编解码器接收数据，并对其进行快速傅里叶变换处理。 - **应用**：处理后的数据可以在主机端实时绘制出来。 ##### 2. 外部声明 ```c section("codec_memory")volatileintuser_tx_buf[6]; section("codec_memory")volatileintuser_tx_ready; section("codec_memory")volatileintuser_rx_buf[6]; section("codec_memory")volatileintuser_rx_ready; section("codec_memory")volatileintuser_data_out_ptr;//pointertodatatosendtothehost section("codec_memory")volatileintuser_num_data;//sayshowmanydataitemsthereare section("codec_memory")volatileintuser_data_type;//0=ascii,1=decimal,2=hex ``` - **`user_tx_buf`**：一个包含6个元素的数组，用于存放待发送的数据。 - **`user_tx_ready`**：标志位，表示发送缓冲区是否准备好。 - **`user_rx_buf`**：一个包含6个元素的数组，用于接收数据。 - **`user_rx_ready`**：标志位，表示接收缓冲区是否准备好。 - **`user_data_out_ptr`**：指向要发送给主机的数据的指针。 - **`user_num_data`**：指示有多少数据项。 - **`user_data_type`**：数据类型（0 = ASCII，1 = 十进制，2 = 十六进制）。 ##### 3. 包含的头文件 ```c #include<stdlib.h> #include<def21060.h> #include<21065l.h> #include<signal.h> #include<macros.h> #include<limits.h> #include<trans.h> #include<float.h> #include<math.h> #include<ezkit/1819regs.h> ``` - **`stdlib.h`**：标准库头文件，提供了许多通用函数如内存分配、程序终止等。 - **`def21060.h`, `21065l.h`**：与处理器相关的头文件，定义了处理器的寄存器和常量。 - **`signal.h`**：信号处理头文件。 - **`macros.h`**：自定义宏定义文件。 - **`limits.h`**：定义了一些与平台相关的整数和浮点数的最大值和最小值。 - **`trans.h`**：可能是与转换相关的头文件。 - **`float.h`**：定义了一些与浮点类型相关的常量。 - **`math.h`**：数学函数库头文件，提供了各种数学函数如sin、cos等。 - **`ezkit/1819regs.h`**：可能是与硬件相关的头文件。 ##### 4. 常量与宏定义 ```c #defineNUM_POINTS256/*Numberofsamplepointsinthecalculation*/ #defineDOUT_TAG0x9800/*Codectagwordtosendoutleftandrightsamples*/ #defineREGOUT_TAG0xe000/*Codectagwordtosendoutaddressanddataslots*/ #defineSOURCE_IS_LINE0x0404 #defineSOURCE_IS_MIC0 #defineSOURCE_ADDR0x1a00 #defineRECGAIN_ADDR0x1c00 #defineBETWEEN_SAMPLES3000/*Dofftevery.25secs@48kHz*/ ``` - **`NUM_POINTS`**：计算中样本点的数量。 - **`DOUT_TAG`**：编解码器标签字，用于发送左右样本。 - **`REGOUT_TAG`**：编解码器标签字，用于发送地址和数据槽。 - **`SOURCE_IS_LINE`**：编解码器寄存器设置，用于线性输入。 - **`SOURCE_IS_MIC`**：编解码器寄存器设置，用于麦克风输入。 - **`SOURCE_ADDR`**：源地址。 - **`RECGAIN_ADDR`**：接收增益地址。 - **`BETWEEN_SAMPLES`**：每两个样本之间的间隔，以48kHz采样率计算，每0.25秒做一次FFT。 #### 三、FFT算法实现细节 根据给定的部分内容，我们可以推测出FFT算法是在ADSP21369平台上实现的。这个平台支持高速信号处理任务，因此FFT算法的设计必须考虑性能和效率。 由于提供的代码片段较短且未包含实际的FFT算法实现部分，我们可以根据已有的信息来推测可能的实现细节： 1. **输入数据**：从外部设备或缓冲区读取数据。 2. **预处理**：对输入数据进行预处理，如窗口化、去直流分量等。 3. **FFT计算**：利用FFT算法计算频谱。 4. **后处理**：对计算结果进行进一步处理，如幅度或功率谱密度的计算。 5. **输出结果**：将处理后的结果发送到主机或其他设备。 #### 四、应用场景 1. **音频分析**：用于分析音频信号的频谱特性，如噪声抑制、音高检测等。 2. **通信系统**：在通信系统中用于调制解调、多载波传输等。 3. **图像处理**：在图像处理领域用于滤波、特征提取等任务。 4. **生物医学信号处理**：分析心电图(ECG)、脑电图(EEG)等生物信号。 这段代码是针对ADSP21369平台的一个FFT算法实现示例，通过对代码的解析可以看出其主要功能是从编解码器接收数据并进行快速傅里叶变换处理，处理后的数据可以实现实时绘制。虽然代码片段较短，但可以为理解FFT算法在信号处理领域的具体实现提供一定的参考。