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前面部分的头文件可以不需要,这个头文件适应ATMEL128 CPU #include <iom128.h> #include <intrinsics.h>
/********************************************************************* 快速福利叶变换C函数 函数简介：此函数是通用的快速傅里叶变换C语言函数，移植性强，以下部分不依 赖硬件。此函数采用联合体的形式表示一个复数，输入为自然顺序的复 数（输入实数是可令复数虚部为0），输出为经过FFT变换的自然顺序的 复数 使用说明：使用此函数只需更改宏定义FFT_N的值即可实现点数的改变，FFT_N的 应该为2的N次方，不满足此条件时应在后面补0 函数调用：FFT(s); 时 间：2010-2-20 版 本：Ver1.0 参考文献：
**********************************************************************/ #include<math.h>
#define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971 //定义圆周率值 #define FFT_N 128 //定义福利叶变换的点数
struct compx {float real,imag;}; //定义一个复数结构 struct compx s[FFT_N]; //FFT输入和输出：从S[1]开始存放，根据大小自己定义
/******************************************************************* 函数原型：struct compx EE(struct compx b1,struct compx b2) 函数功能：对两个复数进行乘法运算 输入参数：两个以联合体定义的复数a,b 输出参数：a和b的乘积，以联合体的形式输出 *******************************************************************/ struct compx EE(struct compx a,struct compx b) { struct compx c; c.real=a.real*b.real-a.imag*b.imag; c.imag=a.real*b.imag+a.imag*b.real; return(c); }
/***************************************************************** 函数原型：void FFT(struct compx *xin,int N) 函数功能：对输入的复数组进行快速傅里叶变换（FFT） 输入参数：*xin复数结构体组的首地址指针，struct型 *****************************************************************/ void FFT(struct compx *xin) { int f,m,nv2,nm1,i,k,l,j=0; struct compx u,w,t;
nv2=FFT_N/2; //变址运算，即把自然顺序变成倒位序，采用雷德算法 nm1=FFT_N-1; for(i=0;i<nm1;i++) { if(i<j) //如果i<j,即进行变址 { t=xin[j]; xin[j]=xin[i]; xin[i]=t; } k=nv2; //求j的下一个倒位序 while(k<=j) //如果k<=j,表示j的最高位为1 { j=j-k; //把最高位变成0 k=k/2; //k/2，比较次高位，依次类推，逐个比较，直到某个位为0 } j=j+k; //把0改为1 }
{ int le,lei,ip; //FFT运算核，使用蝶形运算完成FFT运算 f=FFT_N; for(l=1;(f=f/2)!=1;l++) //计算l的值，即计算蝶形级数 ; for(m=1;m<=l;m++) // 控制蝶形结级数 { //m表示第m级蝶形，l为蝶形级总数l=log（2）N le=2<<(m-1); //le蝶形结距离，即第m级蝶形的蝶形结相距le点 lei=le/2; //同一蝶形结中参加运算的两点的距离 u.real=1.0; //u为蝶形结运算系数，初始值为1 u.imag=0.0; w.real=cos(PI/lei); //w为系数商，即当前系数与前一个系数的商 w.imag=-sin(PI/lei); for(j=0;j<=lei-1;j++) //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<=FFT_N-1;i=i+le) //控制同一蝶形结运算，即计算系数相同蝶形结 { ip=i+lei; //i，ip分别表示参加蝶形运算的两个节点 t=EE(xin[ip],u); //蝶形运算，详见公式 xin[ip].real=xin[i].real-t.real; xin[ip].imag=xin[i].imag-t.imag; xin[i].real=xin[i].real+t.real; xin[i].imag=xin[i].imag+t.imag; } u=EE(u,w); //改变系数，进行下一个蝶形运算 } } }
}
/************************************************************ 函数原型：void main() 函数功能：测试FFT变换，演示函数使用方法 输入参数：无 输出参数：无 ************************************************************/ void main() { int i; for(i=0;i<FFT_N;i++) //给结构体赋值 { s[i].real=sin(2*3.141592653589793*i/FFT_N); //实部为正弦波FFT_N点采样，赋值为1 s[i].imag=0; //虚部为0 }
FFT(s); //进行快速福利叶变换
for(i=0;i<FFT_N;i++) //求变换后结果的模值，存入复数的实部部分 s[i].real=sqrt(s[i].real*s[i].real+s[i].imag*s[i].imag);
while(1); }
#include <iom128.h> #include <intrinsics.h>
/********************************************************************* 快速福利叶变换C程序包 函数简介：此程序包是通用的快速傅里叶变换C语言函数，移植性强，以下部分不依 赖硬件。此程序包采用联合体的形式表示一个复数，输入为自然顺序的复 数（输入实数是可令复数虚部为0），输出为经过FFT变换的自然顺序的 复数.此程序包可在初始化时调用create_sin_tab()函数创建正弦函数表， 以后的可采用查表法计算耗时较多的sin和cos运算，加快可计算速度 使用说明：使用此函数只需更改宏定义FFT_N的值即可实现点数的改变，FFT_N的 应该为2的N次方，不满足此条件时应在后面补0。若使用查表法计算sin值和 cos值，应在调用FFT函数前调用create_sin_tab()函数创建正弦表 函数调用：FFT(s); 时 间：2010-2-20 版 本：Ver1.1 参考文献： **********************************************************************/ #include<math.h>
#define FFT_N 128 //定义福利叶变换的点数 #define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971 //定义圆周率值
struct compx {float real,imag;}; //定义一个复数结构 struct compx s[FFT_N]; //FFT输入和输出：从S[0]开始存放，根据大小自己定义 float SIN_TAB[FFT_N/2]; //定义正弦表的存放空间
/******************************************************************* 函数原型：struct compx EE(struct compx b1,struct compx b2) 函数功能：对两个复数进行乘法运算 输入参数：两个以联合体定义的复数a,b 输出参数：a和b的乘积，以联合体的形式输出 *******************************************************************/ struct compx EE(struct compx a,struct compx b) { struct compx c; c.real=a.real*b.real-a.imag*b.imag; c.imag=a.real*b.imag+a.imag*b.real; return(c); }
/****************************************************************** 函数原型：void create_sin_tab(float *sin_t) 函数功能：创建一个正弦采样表，采样点数与福利叶变换点数相同 输入参数：*sin_t存放正弦表的数组指针 输出参数：无 ******************************************************************/ void create_sin_tab(float *sin_t) { int i; for(i=0;i<FFT_N/2;i++) sin_t[i]=sin(2*PI*i/FFT_N); } /****************************************************************** 函数原型：void sin_tab(float pi) 函数功能：采用查表的方法计算一个数的正弦值 输入参数：pi 所要计算正弦值弧度值，范围0--2*PI，不满足时需要转换 输出参数：输入值pi的正弦值 ******************************************************************/ float sin_tab(float pi) { int n; float a; n=(int)(pi*FFT_N/2/PI);
if(n>=0&&n<FFT_N/2) a=SIN_TAB[n]; else if(n>=FFT_N/2&&n<FFT_N) a=-SIN_TAB[n-FFT_N/2]; return a; } /****************************************************************** 函数原型：void cos_tab(float pi) 函数功能：采用查表的方法计算一个数的余弦值 输入参数：pi 所要计算余弦值弧度值，范围0--2*PI，不满足时需要转换 输出参数：输入值pi的余弦值 ******************************************************************/ float cos_tab(float pi) { float a,pi2; pi2=pi+PI/2; if(pi2>2*PI) pi2-=2*PI; a=sin_tab(pi2); return a; } /***************************************************************** 函数原型：void FFT(struct compx *xin,int N) 函数功能：对输入的复数组进行快速傅里叶变换（FFT） 输入参数：*xin复数结构体组的首地址指针，struct型 输出参数：无 *****************************************************************/ void FFT(struct compx *xin) { int f,m,nv2,nm1,i,k,l,j=0; struct compx u,w,t;
nv2=FFT_N/2; //变址运算，即把自然顺序变成倒位序，采用雷德算法 nm1=FFT_N-1; for(i=0;i<nm1;i++) { if(i<j) //如果i<j,即进行变址 { t=xin[j]; xin[j]=xin[i]; xin[i]=t; } k=nv2; //求j的下一个倒位序 while(k<=j) //如果k<=j,表示j的最高位为1 { j=j-k; //把最高位变成0 k=k/2; //k/2，比较次高位，依次类推，逐个比较，直到某个位为0 } j=j+k; //把0改为1 }
{ int le,lei,ip; //FFT运算核，使用蝶形运算完成FFT运算 f=FFT_N; for(l=1;(f=f/2)!=1;l++) //计算l的值，即计算蝶形级数 ; for(m=1;m<=l;m++) // 控制蝶形结级数 { //m表示第m级蝶形，l为蝶形级总数l=log（2）N le=2<<(m-1); //le蝶形结距离，即第m级蝶形的蝶形结相距le点 lei=le/2; //同一蝶形结中参加运算的两点的距离 u.real=1.0; //u为蝶形结运算系数，初始值为1 u.imag=0.0; //w.real=cos(PI/lei); //不适用查表法计算sin值和cos值 // w.imag=-sin(PI/lei); w.real=cos_tab(PI/lei); //w为系数商，即当前系数与前一个系数的商 w.imag=-sin_tab(PI/lei); for(j=0;j<=lei-1;j++) //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<=FFT_N-1;i=i+le) //控制同一蝶形结运算，即计算系数相同蝶形结 { ip=i+lei; //i，ip分别表示参加蝶形运算的两个节点 t=EE(xin[ip],u); //蝶形运算，详见公式 xin[ip].real=xin[i].real-t.real; xin[ip].imag=xin[i].imag-t.imag; xin[i].real=xin[i].real+t.real; xin[i].imag=xin[i].imag+t.imag; } u=EE(u,w); //改变系数，进行下一个蝶形运算 } } }
}
/************************************************************ 函数原型：void main() 函数功能：测试FFT变换，演示函数使用方法 输入参数：无 输出参数：无 ************************************************************/ void main() { int i; create_sin_tab(SIN_TAB); for(i=0;i<FFT_N;i++) //给结构体赋值 { s[i].real=sin(2*3.141592653589793*i/FFT_N); //实部为正弦波FFT_N点采样，赋值为1 s[i].imag=0; //虚部为0 }
FFT(s); //进行快速福利叶变换
for(i=0;i<FFT_N;i++) //求变换后结果的模值，存入复数的实部部分 s[i].real=sqrt(s[i].real*s[i].real+s[i].imag*s[i].imag);
while(1); }
#include <iom128.h> #include <intrinsics.h>
/********************************************************************* 快速福利叶变换C程序包 函数简介：此程序包是通用的快速傅里叶变换C语言函数，移植性强，以下部分不依 赖硬件。此程序包采用联合体的形式表示一个复数，输入为自然顺序的复 数（输入实数是可令复数虚部为0），输出为经过FFT变换的自然顺序的 复数.此程序包可在初始化时调用create_sin_tab()函数创建正弦函数表， 以后的可采用查表法计算耗时较多的sin和cos运算，加快可计算速度.与 Ver1.1版相比较，Ver1.2版在创建正弦表时只建立了1/4个正弦波的采样值， 相比之下节省了FFT_N/4个存储空间 使用说明：使用此函数只需更改宏定义FFT_N的值即可实现点数的改变，FFT_N的 应该为2的N次方，不满足此条件时应在后面补0。若使用查表法计算sin值和 cos值，应在调用FFT函数前调用create_sin_tab()函数创建正弦表 函数调用：FFT(s); 时 间：2010-2-20 版 本：Ver1.2 参考文献： **********************************************************************/ #include<math.h>
#define FFT_N 128 //定义福利叶变换的点数 #define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971 //定义圆周率值
struct compx {float real,imag;}; //定义一个复数结构 struct compx s[FFT_N]; //FFT输入和输出：从S[0]开始存放，根据大小自己定义 float SIN_TAB[FFT_N/4+1]; //定义正弦表的存放空间
/******************************************************************* 函数原型：struct compx EE(struct compx b1,struct compx b2) 函数功能：对两个复数进行乘法运算 输入参数：两个以联合体定义的复数a,b 输出参数：a和b的乘积，以联合体的形式输出 *******************************************************************/ struct compx EE(struct compx a,struct compx b) { struct compx c; c.real=a.real*b.real-a.imag*b.imag; c.imag=a.real*b.imag+a.imag*b.real; return(c); }
/****************************************************************** 函数原型：void create_sin_tab(float *sin_t) 函数功能：创建一个正弦采样表，采样点数与福利叶变换点数相同 输入参数：*sin_t存放正弦表的数组指针 输出参数：无 ******************************************************************/ void create_sin_tab(float *sin_t) { int i; for(i=0;i<=FFT_N/4;i++) sin_t[i]=sin(2*PI*i/FFT_N); } /****************************************************************** 函数原型：void sin_tab(float pi) 函数功能：采用查表的方法计算一个数的正弦值 输入参数：pi 所要计算正弦值弧度值，范围0--2*PI，不满足时需要转换 输出参数：输入值pi的正弦值 ******************************************************************/ float sin_tab(float pi) { int n; float a; n=(int)(pi*FFT_N/2/PI);
if(n>=0&&n<=FFT_N/4) a=SIN_TAB[n]; else if(n>FFT_N/4&&n<FFT_N/2) { n-=FFT_N/4; a=SIN_TAB[FFT_N/4-n]; } else if(n>=FFT_N/2&&n<3*FFT_N/4) { n-=FFT_N/2; a=-SIN_TAB[n]; } else if(n>=3*FFT_N/4&&n<3*FFT_N) { n=FFT_N-n; a=-SIN_TAB[n]; }
return a; } /****************************************************************** 函数原型：void cos_tab(float pi) 函数功能：采用查表的方法计算一个数的余弦值 输入参数：pi 所要计算余弦值弧度值，范围0--2*PI，不满足时需要转换 输出参数：输入值pi的余弦值 ******************************************************************/ float cos_tab(float pi) { float a,pi2; pi2=pi+PI/2; if(pi2>2*PI) pi2-=2*PI; a=sin_tab(pi2); return a; } /***************************************************************** 函数原型：void FFT(struct compx *xin,int N) 函数功能：对输入的复数组进行快速傅里叶变换（FFT） 输入参数：*xin复数结构体组的首地址指针，struct型 输出参数：无 *****************************************************************/ void FFT(struct compx *xin) { int f,m,nv2,nm1,i,k,l,j=0; struct compx u,w,t;
nv2=FFT_N/2; //变址运算，即把自然顺序变成倒位序，采用雷德算法 nm1=FFT_N-1; for(i=0;i<nm1;i++) { if(i<j) //如果i<j,即进行变址 { t=xin[j]; xin[j]=xin[i]; xin[i]=t; } k=nv2; //求j的下一个倒位序 while(k<=j) //如果k<=j,表示j的最高位为1 { j=j-k; //把最高位变成0 k=k/2; //k/2，比较次高位，依次类推，逐个比较，直到某个位为0 } j=j+k; //把0改为1 }
{ int le,lei,ip; //FFT运算核，使用蝶形运算完成FFT运算 f=FFT_N; for(l=1;(f=f/2)!=1;l++) //计算l的值，即计算蝶形级数 ; for(m=1;m<=l;m++) // 控制蝶形结级数 { //m表示第m级蝶形，l为蝶形级总数l=log（2）N le=2<<(m-1); //le蝶形结距离，即第m级蝶形的蝶形结相距le点 lei=le/2; //同一蝶形结中参加运算的两点的距离 u.real=1.0; //u为蝶形结运算系数，初始值为1 u.imag=0.0; //w.real=cos(PI/lei); //不适用查表法计算sin值和cos值 // w.imag=-sin(PI/lei); w.real=cos_tab(PI/lei); //w为系数商，即当前系数与前一个系数的商 w.imag=-sin_tab(PI/lei); for(j=0;j<=lei-1;j++) //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<=FFT_N-1;i=i+le) //控制同一蝶形结运算，即计算系数相同蝶形结 { ip=i+lei; //i，ip分别表示参加蝶形运算的两个节点 t=EE(xin[ip],u); //蝶形运算，详见公式 xin[ip].real=xin[i].real-t.real; xin[ip].imag=xin[i].imag-t.imag; xin[i].real=xin[i].real+t.real; xin[i].imag=xin[i].imag+t.imag; } u=EE(u,w); //改变系数，进行下一个蝶形运算 } } }
}
/************************************************************ 函数原型：void main() 函数功能：测试FFT变换，演示函数使用方法 输入参数：无 输出参数：无 ************************************************************/ void main() { int i; create_sin_tab(SIN_TAB); for(i=0;i<FFT_N;i++) //给结构体赋值 { s[i].real=sin(2*3.141592653589793*i/FFT_N); //实部为正弦波FFT_N点采样，赋值为1 s[i].imag=0; //虚部为0 }
FFT(s); //进行快速福利叶变换
for(i=0;i<FFT_N;i++) //求变换后结果的模值，存入复数的实部部分 s[i].real=sqrt(s[i].real*s[i].real+s[i].imag*s[i].imag);
while(1); }
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2023-10-27
2022-08-15
2022-08-17
2022-09-23
2022-08-13
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