并行fft频谱分析仪设计Word下载.docx

1、运算器189c52FFT频谱分析仪系统框图控制器Pc输出电路ADC外存储器6264运算器4运算器3运算器2系统框图如上所示，由五个51单片机最小系统组成，其中四个用于fft的具体运算，一个用于控制。控制器两个专门输出端接于运算器1的两个中断管脚，运算器1的两个输出端接于运算器2的两个中断管脚，以此类推，最终运算器4的输出端接到控制器的某个输入端，作为反馈信号，当某一动作完成时通知控制器。四、 调试流程系统运行流程大致如下图所示：五、 遇到的问题及解决方法1. 每一步蝶形所需数据不同，若每一层蝶形运算都重新取值的话则大大浪费时间。解决：若使用“先倒序后计算”方法，则前4步蝶形是单独一个片内64点

2、本身的运算，后两步则才需要其他几个片子的运算结果。所以为解决每一步存取浪费时间的问题，在前4步中，用各自的倒序代替存取，便可以大大节省时间，最后两步则将所有数据集合到扩展存储器中，重新分配给每个运算器。这样也可以使控制器后期的程序设计更加连贯，控制器在完成了最后一步倒序后，直接组织输出2. 控制器对四个运算器控制的实现。51单片机外部中断引脚有两个int0和int1，这样，每个运算器中只允许两个中断服务程序，而每个运算器又要完成“读、写、计算”几个动作。在程序设计的过程中，我们将“读”和“计算”合并，即读数过后直接进算，只在读数结束后输出一个信号，通知下一个片子开始读数。这样的话，后面的片子还

3、在取值过程中的时候，前面的片子已经开始了计算，一定程度上节省了时间，同时解决了控制的问题。3. W值的获得由于c51编程中，允许变量定义的空间并不多。在程序调试过程中：auto segment too large的问题出现了多次。经过我们粗略计算，发现对于256点fft，每个片中128点的w值是占空间的首要。所以，我们将w值定义为常量，由扩展存储器中取出，放在每个片子的程序中去，而每个片子放程序的rom又足够大，这样，既节省了计算w值所需要的时间，又节省了空间。4. 几个片子对于一个扩展存储器的共享实际上，这个问题我们在硬件实现上遇到的麻烦远比软件上麻烦很多，5个片子都要共享同一些地址/数据管

4、脚，会遇到诸如“电流串扰“等等问题，这可能也成为了我们最终结果不尽如人意的原因之一。在软件方面，考虑到硬件实现中的延迟等问题，同步问题不好解决，对存储器的存取操作采用时分的方式进行，虽然地址指针改变等问题实现起来较为繁琐，但具有很高的可操作性，可实现性。六、 原理图总体图单个最小系统图控制器与扩展存储器Adc七、 程序流程图和原代码Fft核心算法流程结束写值T = A（k） + A（k + B）WNpA（k + B） = A（k） A（k + B） WNpA（k） = T倒序读入x（n） 64点 128点w值开始 源代码：Ic1：#include /51芯片管脚定义头文件intrins.h /

5、内部包含延时函数_nop_（）;absacc.h /绝对地址访问的头文件#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint RAMADDR=0x6000;#define RAM_6264 XBYTERAMADDR /6264地址范围H-7FFFHsbit st=P30;sbit ce=P26;sbit oe=P25;sbit in=P31;uchar n;/*延时t毫秒11.0592MHz时钟，延时约ms*/void delayms（uint t）uchar k;while（t-）for（k=0; k125; k+）;主函数void

6、 main（）uchar val;n=0;EA=1;EX0=1;IT0=1;val=0;P0=0xff;P1=0xff;P2=0xff;P3=0xff;RAMADDR=0x6000; /6264首地址 oe=0; ce=0;st=1;delayms（100）;st=0;delayms（500）;val=P1;RAM_6264=val; /数据写入RAMADDR+;for（n=0;n /数学函数struct compx /*定義一個複數結構*/char real;char imag;struct compx idata dat65; /FFT輸入輸出均從是s1開始存入struct compx E

7、E（struct compx,struct compx）; /定義複數相乘結構void FFT（struct compx xin,int N）; /*定義FFT函數*/struct compx EE（struct compx a1,struct compx b2） /兩複數相乘的程序struct compx b3; /b3保存兩複數間的結果b3.real=a1.real*b2.real-a1.imag*b2.imag; /兩複數間的運算b3.imag=a1.real*b2.imag+a1.imag*b2.real;return（b3）; /*返回結果*/sbit rw=P35;sbit fin=P10;sbit enwrite=P17;uchar vol=0;uchar enread=0;uchar calfin=0;void write（）;void read（）;void cal（）;FFTvoid fft（struct compx xin,int N） /*FFT函數體*/int f,m,nv2,nm1,i,k,j=1,l; /*定義變量*/struct compx v,w,t; /*定義結構變量*/nv2=N/2; /*最高位值的權值*/f=N; /*f為中間變量*/for（m=1;（f=f/2）!=1;m+）;