C51单片机FFT OLED显示程序 -

/*
0.芯片为STC15W4K58S4
1.使用的为IIC OLED,端口为OLED_SDA=P0^1;OLED_SCL=P0^0;
2.AD输入为P1^6;
3.晶振选择为内置，24M；
*/
#include <math.h>
#include "OLED.h"
#define FFT_N 64 //定义福利叶变换的点数
#define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971 //定义圆周率值
#define Process_sensitivity 0 //修改Process_sensitivity的数值个调整频谱变化幅度，不建议超过4
unsigned char tmrcnt=0;
float ADC_OutBuf[FFT_N/4];
struct compx ADC_InBuf[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
struct compx {float real,imag;};
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);
}
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);
}
float sin_tab(float pi)
{
int n;
float a=0;
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;
}
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;
}
void FFT(struct compx *xin)
{
register 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_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
}
}
}
}
void Timer0Init(void) //1毫秒@24.000MHz
{
AUXR |= 0x80; //定时器时钟1T模式
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TL0 = 0x40; //设置定时初值
TH0 = 0xA2; //设置定时初值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 1;
}
void Delay(unsigned short n)
{
unsigned short x;
while (n--)
{
x = 5000;
while (x--);
}
}
void InitADC()
{
P1ASF = 0xff; //设置P1口为AD口
ADC_CONTR =0x80|0x60;
Delay(2); //ADC上电并延时
}
unsigned short GetADCResult(unsigned char ch)//ch为输入端口
{
ADC_RES = 0;
ADC_RESL = 0;
ADC_CONTR =0x80|0x60|ch|0x08;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
while (!(ADC_CONTR & 0x10));
ADC_CONTR &= ~0x10;
return ((unsigned short)(ADC_RES<<2)+ADC_RESL);
}
void processfft(void)
{
unsigned char data pt=0,i,high,x,temp,p,j;
for(pt=0;pt<(FFT_N);pt++)
{
ADC_InBuf[pt].imag=0;
}
FFT(ADC_InBuf);
for(pt=2,i=0;pt<(FFT_N/2+1);pt+=2)
{
ADC_OutBuf[i++] = sqrt(ADC_InBuf[pt].real*ADC_InBuf[pt].real+ADC_InBuf[pt].imag*ADC_InBuf[pt].imag);
}
for(i=0;i<(FFT_N/4);i++)
{
high=(((unsigned char)ADC_OutBuf[i])>>Process_sensitivity);//修改Process_sensitivity的数值个调整频谱变化幅度，不建议超过4
for(x=0;x<8;x++)
{
OLED_SetPos(i*8,7-x);
temp=0x00;
for(j=0;j<8;j++)
{
OLED_WriteData(temp);
}
}
if(high>64)high=64;
if(high==0)high=1;
p=high/8;
for(x=0;x<p;x++)
{
OLED_SetPos(i*8,7-x);
temp=0xff;
for(j=0;j<7;j++)
{
OLED_WriteData(temp);
}
}
OLED_SetPos(i*8,7-(high/8));
temp=~0xff>>(high%8);
for(j=0;j<7;j++)
{
OLED_WriteData(temp);
}
}
}
void main()
{
unsigned char i;
P0M1=0x00;
P0M0=0x00;
P1M1=0xc0; //设定AD输入为P16/P17，实际只用了P16
P1M0=0x00;
EA=1;
Oled_Init();
Timer0Init();
InitADC();
create_sin_tab(SIN_TAB);
while(1)
{
if(tmrcnt>=70)
{
P55=1;
for(i=0;i<(FFT_N);i++)
{
ADC_InBuf[i].real=((GetADCResult(6))<<Process_sensitivity);//修改Process_sensitivity的数值个调整频谱变化幅度，不建议超过4
}
processfft();
P55=0;
tmrcnt=0;
}
}
}
void Time0() interrupt 1
{
tmrcnt++;
}

复制代码