#include "config.h" #include "OLED128x64.h" #include /************* 功能说明 ************** 使用STC8A8K64S4A12系列MCU做64点FFT分析, 128x64 OLED显示频谱. 本程序优化计算变量, 使用整数运算, 加快速度. ADC使用9位结果(+-255), 正弦表 余弦表放大127倍, 频谱最大幅度为255. 分析一次要8.5ms, 刷新一次要18.2ms, 刷新率为55HZ. ******************************************/ //--------------------------------------------------------------------- /************* 本地常量声明 **************/ #define channel 0 //设置AD通道为 P1.0, 取值0~14 #define ADC_START (1<<6) /* 自动清0 */ #define ADC_FLAG (1<<5) /* 软件清0 */ #define ADC_SPEED 0 /* 0~15, ADC转换时间(CPU时钟数) = (n+1)*32 ADCCFG */ #define RES_FMT (1<<5) /* ADC结果格式 0: 左对齐, ADC_RES: D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4, ADC_RESL: D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 */ /* ADCCFG 1: 右对齐, ADC_RES: 0 0 0 0 D11 D10 D9 D8, ADC_RESL: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 */ /************* 本地变量声明 **************/ #define SAMPLE_RATE 25600 //定义采样率 #define LENGTH 64 //定义点数 u8 xdata FFT_tmp[8][128]; u8 ADC_Count=0; int xdata adc_sample[LENGTH]; // ADC采样缓冲 int xdata FFT_Real[LENGTH]; // fft的实部 int xdata FFT_Image[LENGTH]; // fft的虚部 u16 xdata FFT_A[LENGTH/2]; // 频率的幅度 bit B_ADC_OK; /************* 本地函数声明 **************/ //计算余弦用的表，放大了127倍(64点FFT时用) int code COS_TABLE[LENGTH/2]= { 127, 126, 125, 122, 117, 112, 106, 98, 90, 81, 71, 60, 49, 37, 25, 12, 0, -12, -25, -37, -49, -60, -71, -81, -90, -98, -106, -112, -117, -122, -125, -126 }; //计算正弦用的表，放大了127倍(64点FFT时用) int code SIN_TABLE[LENGTH/2]= { 0, 12, 25, 37, 49, 60, 71, 81, 90, 98, 106, 112, 117, 122, 125, 126, 127, 126, 125, 122, 117, 112, 106, 98, 90, 81, 71, 60, 49, 37, 25, 12 }; //采样存储序列表(倒序) FFT 64点反序十进制: u8 code LIST_TAB[LENGTH] = { 0, 32, 16, 48, 8, 40, 24, 56, 4, 36, 20, 52, 12, 44, 28, 60, 2, 34, 18, 50, 10, 42, 26, 58, 6, 38, 22, 54, 14, 46, 30, 62, 1, 33, 17, 49, 9, 41, 25, 57, 5, 37, 21, 53, 13, 45, 29, 61, 3, 35, 19, 51, 11, 43, 27, 59, 7, 39, 23, 55, 15, 47, 31, 63 }; /******************************************************************** 函数功能：进行FFT运算。 入口参数：pIn：输入数据的缓冲区； pRe：保存实部的缓冲区； pIm：保存虚部的缓冲区。 返 回：无。 备 注：在调用该函数之前应该调用FftInput函数对数据进行倒序处理。 ********************************************************************/ void FftExe(int *pIn, int *pRe, int *pIm) { u8 i,j; u8 BlockSize; //64点的可以使用8位变量, 最大值是128 int tr,ti; u8 OffSet1,OffSet2; long c,s; //必须是long型, 否则溢出 //先计算2点的 for(j=0; j> 7; ti = (c*pIm[OffSet2] - s*pRe[OffSet2]) >> 7; pRe[OffSet2] = (pRe[OffSet1] - tr) >> 1; //对结果归一化处理，则每次运算要除以2 pIm[OffSet2] = (pIm[OffSet1] - ti) >> 1; pRe[OffSet1] = (pRe[OffSet1] + tr) >> 1; pIm[OffSet1] = (pIm[OffSet1] + ti) >> 1; } } } pRe[0] = pRe[0] >> 1; pIm[0] = pIm[0] >> 1; } u8 code FFT_Dot[8] = { 0x80, 0xc0, 0xe0, 0xf0, 0xf8, 0xfc, 0xfe, 0xff}; void Show_OLED(void) { u8 xdata *xp; u8 i,j,k,b,p; u16 TEMP1; xp = &FFT_tmp[0][0]; for(TEMP1=0; TEMP1<1024; TEMP1++) {*xp = 0; xp++;} //清除显存 for(j=0; j= 64) TEMP1 = 63; // i = (u8)TEMP1; i = FFT_A[j]/2; //求幅值 输入+-256 if(i >= 64) i = 63; p = i / 8; k = i & 7; p = 7 - p; if(p != 7) { for(b=7; b>p; b--) FFT_tmp[b][j<<1] = 0xff; } FFT_tmp[p][j<<1] = FFT_Dot[k]; } for(j=0; j<8; j++) ShowFFT(j, &FFT_tmp[j][0]); //显示到OLED屏 } void ADC_int (void) interrupt 5 { P36 = 1; ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG; adc_sample[LIST_TAB[ADC_Count]] = (int)(( (u16)ADC_RES * 256 + (u16)ADC_RESL ) >> 3) - 256; // 按LIST_TAB表里的顺序，进行存储 采样值,, if(++ADC_Count >= LENGTH) //ADC结束, 128点 { ADC_Count = 0; TR0 = 0; //关闭定时器 B_ADC_OK = 1; } P36 = 0; } //======================================================================== // 函数: void timer0_int (void) interrupt TIMER0_VECTOR // 描述: timer0中断函数. // 参数: none. // 返回: none. // 版本: V1.0, 2016-5-12 //======================================================================== void timer0_int (void) interrupt TIMER0_VECTOR { ADC_CONTR = 0x80 | ADC_START | channel; //开始AD采集 } void Init(void) { // u8 xdata *p; // for(p=0; p<8192; p++) *p = 0; P1n_pure_input(0x01); //设置要做ADC的IO做高阻输入 ADC_CONTR = 0x80 + channel; //ADC on + channel ADCCFG = RES_FMT + ADC_SPEED; PADC = 1; //ADC 中断优先级 高 TR0 = 0; //停止计数 AUXR |= 0x80; //1T mode TH0 = (65536L - (MAIN_Fosc + SAMPLE_RATE/2) / SAMPLE_RATE) / 256; TL0 = (65536L - (MAIN_Fosc + SAMPLE_RATE/2) / SAMPLE_RATE) % 256; ET0 = 1; //允许中断 PT0 = 1; //高优先级中断 TMOD = (TMOD & ~0x03) | 0; //工作模式, 0: 16位自动重装, 1: 16位定时/计数, 2: 8位自动重装, 3: 16位自动重装, 不可屏蔽中断 // TMOD |= 0x04; //对外计数或分频 // INT_CLKO |= 0x01; //输出时钟 // TR0 = 1; //开始运行 EA = 1; //总中断打开 } //============================================================================================================== // ******************* main() ********************************* //=============================================================================================================== void main() { u8 i; EAXSFR(); EXT_CRYSTAL(); //XOSCCR = 0xc0; //启动外部晶振 while (!(XOSCCR & 1)); //等待时钟稳定 CLKDIV = 0x00; //时钟不分频 MainFosc_XTAL(); //CKSEL = 0x01; //选择外部晶振 Init(); Initialize_OLED(); //initialize OLED for(i=0; i<21; i++) FFT_tmp[0][i] = i + '0'; FFT_tmp[0][i] = 0; printf_ASCII_text(0,0,&FFT_tmp[0][0]); ADC_Count = 0; EADC = 1; //允许ADC中断 TR0 = 1; //开启定时器, 其中断触发ADC转换 while(1) { if(B_ADC_OK) //采样完成 21.2ms刷新一次 @22.1184MHZ { // P41 = 1; FftExe(adc_sample, FFT_Real, FFT_Image); //用int运算 8.5ms @22.1184MHZ // P41 = 0; B_ADC_OK = 0; TR0 = 1; //开启定时器, 其中断触发ADC转换 P41 = 1; for(i=0; i