DSP综合实验报告Word格式.docx
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3)实验报告;
权重分别为0.2、0.4、0.4;
原则上根据上述三个方面进行综合评定。
学生未取得1)和2)项成绩时,第3)项成绩无效。
4.实验指导教师应严格按照考核内容分项给出评定成绩,并及时批改实验报告,给出综合成绩,反馈实验中出现的问题。
实验成绩在教师手册中有记载。
实验报告主要内容
一.实验目的
二.实验仪器及设备
三.实验原理
四.实验步骤
五.实验记录及原始记录
六.数据处理及结论
七.思考题
八.实验体会(可选项)
注:
1.为了节省纸张,保护环境,便于保管实验报告,统一采用A4纸,实验报告建议双面打印(正文采用宋体五号字)或手写,右侧装订。
2.实验类别指验证、演示、综合、设计、创新(研究)、操作六种类型实验。
3.验证性实验:
是指为了使学生巩固课程基本理论知识而开设的强调演示和证明,注重实验结果(事实、概念或理论)的实验。
4.综合性实验:
是指实验内容涉及本课程的综合知识或本课程相关的课程知识的实验。
5.设计性实验:
是指给定实验目的、要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。
实验题目
一、快速傅立叶变换(FFT)算法
实验室
DSP实验室
实验时间
2011年12月20日
实验类别
设计性
同组人数
一、实验目的
1.加深对DFT算法原理和基本性质的理解;
2.熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用;
3.学习用FFT对连续信号和时域信号进行谱分析的方法,了解可能出现的分析误差及其原因,以便在实际中正确应用FFT。
二、实验仪器及设备
计算机,CCS2.0版软件,实验箱,DSP仿真器
三、实验原理
离散傅立叶变换DFT的定义:
将时域的采样变换成频域的周期性离散函数,频域的采样也可以变换成时域的周期性离散函数,这样的变换称为离散傅立叶变换,简称DFT。
FFT是DFT的一种快速算法,将DFT的N2步运算减少为(N/2)log2N步,极大的提高了运算的速度。
旋转因子的变化规律。
蝶形运算规律。
基2FFT算法。
四、实验步骤和内容
A.实验前准备:
1)开关K9拨到右边,即仿真器选择连接右边的CPU:
CPU2;
2)“A/D转换单元”的拨码开关设置:
拨码开关设置:
JP3拨码开关:
SW2拨码开关:
S23拨码开关:
SW2
1
2
3
4
ON
码位
备注
ON:
OFF:
5
6
ON,
4)检查:
计算机、DSP仿真器、实验箱是否正确连接。
正确完成计算机、DSP仿真器和实验箱的连接后,系统上电。
B.实验
1)启动CCS2.0,Project/Open打开“Algorithm”目录中“exp01_cpu2”子目录下“exp01.pjt”工程文件;
双击“exp01.pjt”及“Source”可查看各源程序;
加载“exp01.out”;
在中断子程序中,flag=0处设置断点;
单击“Run”运行程序,程序将运行至断点处停止
2)用View/Graph/Time/Frequency打开一个图形观察窗口;
设置该观察图形窗口变量及参数;
采用双踪观察在启始地址分别为x和mo,长度为128的单元中数值的变化,数值类型为32位浮点数,这两段存储单元中分别存放的是经A/D转换后的输入信号和对该信号进行FFT变换的结果;
单击“Animate”运行程序,或按F10运行;
调整模拟信号源的频率、幅值、种类观察窗口并观察输入信号波形及其FFT变换结果;
单击“Halt”暂停程序运行,关闭窗口,本实验结束。
五、关键代码及采样波形
关键代码:
#include"
DspRegDefine.h"
//VC5402寄存器定义
stdio.h"
//输入输出接口定义
math.h"
//数学计算定义
#defineUCHARunsignedchar//无符号字符型
#defineUINT16unsignedint//无符号整型
#defineUINT32unsignedlong//无符号长整型
#defineTRUE1#defineFALSE0
#defineLength128//FFT的点数
ioportUINT16port8002;
//定义输出AD端口为0x8002;
intin_x[Length];
//A/D转换数据缓冲数组128
inti=0;
ints,m=0;
intintnum=0;
intflag=0;
//采集128点的标志
doublexavg//X的平均值
doublex[128],pr[128],pi[128],fr[128],fi[128],mo[128];
intn,k,l,il;
voidcpu_init(void);
//初始化CPU
voidDelay(UINT16numbers);
//延迟子程序
voidxint2_init(void);
//外部中断2初始化子程序
voidkfft(doublepr[128],doublepi[128],intn,intk,doublefr[128],doublefi[128],intl,intil)
//基2快速傅立叶变换子程序
interruptvoidExtInt2();
//中断2中断子程序
voidcpu_init(void)//函数定义:
CPU子程序
{asm("
nop"
);
asm("
asm("
*(unsignedint*)CLKMD=0x0;
//切换到DIV模式
while(((*(unsignedint*)CLKMD)&
01)!
=0);
*(unsignedint*)CLKMD=0x77ff;
//切换到PLLX3模式
*(unsignedint*)PMST=0x3FF2;
//模式控制寄存器定义
*(unsignedint*)SWWSR=0x7fff;
//软件等待状态寄存器定义
*(unsignedint*)SWCR=0x0001;
//等待状态寄存器定义
*(unsignedint*)BSCR=0xf800;
//块交换控制寄存器
asm("
ssbxintm"
//禁止中段
*(unsignedint*)IMR=0x0;
//中断屏蔽寄存器
*(unsignedint*)IFR=0xffff;
//中断标志寄存器
}
voidDelay(UINT16numbers)//函数定义:
延时子程序
{UINT16i,j;
//延时16s
for(i=0;
i<
4000;
i++)
for(j=0;
j<
numbers;
j++);
voidxint2_init()//函数定义:
外部中断2初始化子程序
{(unsignedint*)IMR=0x0004;
//中断屏蔽使能int2中断
rsbxINTM"
}//开总中断
//函数定义:
基2快速傅立叶变换子程序
{intit,m,is,i,j,nv,l0;
doublep,q,s,vr,vi,poddr,poddi;
for(it=0;
it<
=n-1;
it++)//FFT计算过程
{m=it;
is=0;
for(i=0;
i<
=k-1;
i++)
{j=m/2;
is=2*is+(m-2*j);
m=j;
}
fr[it]=pr[is];
fi[it]=pi[is];
pr[0]=1.0;
pi[0]=0.0;
p=6.283185306/(1.0*n);
pr[1]=cos(p);
pi[1]=-sin(p);
if(l!
=0)pi[1]=-pi[1];
for(i=2;
{p=pr[i-1]*pr[1];
q=pi[i-1]*pi[1];
s=(pr[i-1]+pi[i-1])*(pr[1]+pi[1]);
pr[i]=p-q;
pi[i]=s-p-q;
}
=n-2;
it=it+2)
{vr=fr[it];
vi=fi[it];
fr[it]=vr+fr[it+1];
fi[it]=vi+fi[it+1];
fr[it+1]=vr-fr[it+1];
fi[it+1]=vi-fi[it+1];
m=n/2;
nv=2;
for(l0=k-2;
l0>
=0;
l0--)
{m=m/2;
nv=2*nv;
=(m-1)*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=p-q;
poddi=s-p-q;
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;
=0)
{fr[i]=fr[i]/(1.0*n);
fi[i]=fi[i]/(1.0*n);
if(il!
{pr[i]=sqrt(fr[i]*fr[i]+fi[i]*fi[i]);
if(fabs(fr[i])<
0.000001*fabs(fi[i]))
{if((fi[i]*fr[i])>
0)pi[i]=90.0;
elsepi[i]=-90.0;
else
pi[i]=atan(fi[i]/fr[i])*360.0/6.283185306;
interruptvoidExtInt2()/
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