实验二 快速傅立叶变换（FFT）算法实验
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．
实验设备
计算机，CCS 2.0 版软件，实验箱，DSP仿真器，短接块，导线。 三．
基本原理
1． 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。
2． 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。 3． 旋转因子的变化规律。 4． 蝶形运算规律。 5． 基2FFT算法。 四．
实验步骤
1． 复习DFT的定义、性质和用DFT作谱分析的有关内容；
2． 复习FFT算法原理与编程思想，并对照DIT-FFT运算流程图和程序框图，了解本
实验提供的FFT子程序； 3． 阅读本实验所提供的样例子程序；
4． 运行CCS软件，对样例程序进行跟踪，分析结果；记录必要的参数。 5． 填写实验报告。
6． 提供样例程序实验操作说明
1） 实验前的准备
“语音处理单元”的拨码开关设置：
S1:拨码开关 码位 1 备注 OFF：交流量输入 2 S2: 拨码开关： 码位 1 2 3 4 OFF：交流量输入 备注 OFF：交流量输入 OFF：扬声器关闭 ON：帧同步脉冲接通 ON：串口时钟接通 在信号源单元中，设置左路信号源产生低频正弦波信号，右路产生高频正弦波信号。 实验箱上电，用示波器分别观测OUT1和OUT2输出的模拟信号，并调节电位器直至低频正弦波信号为100Hz/1V左右；高频正弦波信号为6KHz/1V左右； 将S3中的拨码开关2打到ON，用示波器观测OUT1输出的混叠信号波形。
用导线连接“信号源单元”中2号孔接口OUT1和语音处理单元中的2号孔接口“IN”；
正确完成计算机、DSP仿真器和实验箱的连接后，系统上电. 2）实验过程
启动CCS 2.0，用Project/Open打开“ExpFFT01.pjt”工程文件；双击“ExpFFT01.pjt” 及“Source”可查看各源程序；加载“ExpFFT01.out”；
在主程序中，k++处设置断点；单击“Run”运行程序，或按F5运行程序；程序将运行
至断点处停止；
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0x3000h和0x3080h，长度为128的单元中数值的变化，数值类型为16位有符号整型变量，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变换后的结果；
单击“Animate”运行程序，或按F10运行；调整观察窗口并观察变换结果；
单击“Halt”暂停程序运行，关闭窗口，本实验结束；
实验结果：在CCS2.0环境，同步观察输入信号波形及其FFT变换结果； 五．
思考题
1． 对于不同的N，幅频特性会相同吗？为什么？ 2． FFT进行谱分析，可以应用的什么方面？ 六．
实验报告要求
1． 简述实验原理及目的；
2． 结合实验中所给定典型序列幅频特性曲线，与理论结果比较，并分析说明误差产生
的原因以及用FFT作谱分析时有关参数的选择方法。 3． 总结实验所得主要结论。 七．
程序参数说明
extern void InitC5402(void) extern void OpenMcBSP(void) extern void CloseMcBSP(void) extern void READAD50(void) extern void WRITEAD50(void)
void kfft(pr,pi,n,k,fr,fi,l,il)：基2快速傅立叶变换子程序，n为变换点数，应满足2的整数次幂，k为幂次（正整数）；
数组x ：输入信号数组，A/D转换数据存放于地址为3000H~307FH存储 器中，转为浮 点型后，生成x数组，长度128；
数组mo：FFT变换输出数组，长度128，浮点型，整型后，写入 3080H~30FFH存储器中。
八．
子程序流程图：
初始化输入数组排序实验三 计算第一层中间值计算层数计算对应层步长计算计算各层中间结果N计算层数=0？Y计算结果输出
有限冲击响应滤波器（FIR）算法实验