第4章实验5-2利用DSP实现信号谱分析

实验5利用DSP实现信号谱分析一、实验目的二、实验原理三、实验内容四、实验思考题

一、实验目的1.掌握FFT的算法原理和基本性质2.掌握CCS基本调试技术3.掌握利用DSP系统进行信号频谱分析的方法重点讲述FFT滤波算法，结合CODEC实验，形成利用DSP实现信号频谱分析。1.快速傅立叶变换FFT算法原理2.CCS基本调试技术：数据显示与剖析二、实验原理一个N点序列x[k]的DFT为X[m]，以及IDFT分别定义为：1.快速傅立叶变换FFT算法原理FFT是DFT的快速算法，有效降低了DFT的乘法次数。FFT工程说明BJTU_FFT.pjt工程将FFT滤波算法嵌入到CODEC工程中，实现DSP信号频谱分析。BJTU_FFT.c说明/*从J5接收数据*/for(i=0;i<SampleLong;i++) { while(!MCBSP_rrdy(hMcbsp)){}; DataTemp=MCBSP_read16(hMcbsp); DataBuffer[i]=DataTemp; }

/*将接收到的数据组成复信号*/ for(i=0;i<(SampleLong/2);i++) { DDataBuffer[i].real=DataBuffer[2*i];//shortint DDataBuffer[i].imag=DataBuffer[2*i+1];//shortint } /*从J5接收数据*/fft1024(DDataBuffer,1024);//这里FFT点数可以是256、512或1024m=0; for(i=0;i<1024;i++)//计算幅度谱 { p=DDataBuffer[i].real; q=DDataBuffer[i].imag; n=(long)p*(long)p+(long)q*(long)q; mod[m]=sqrt(n); m++; }2.CCS基本调试技术：数据显示与剖析数据显示：可以利用CCS调试工具watchwindow和Memory查看变量数据数值或数据存放在存储器中的地址位置，也可以利用图形观察窗，动态显示数据及其频谱的图形，并能利用CCS频谱分析工具分析信号的频谱成分。数据显示与剖析(续)剖析工具(Profiler)：通过收集在指定的代码区间程序执行的统计性能，来帮助确定处理器在程序的每一部分所花时间，为优化程序提供参考。功能：确定程序在执行特定函数所花费的时钟周期数，以及调用的频率，对分支转移次数、中断发生等进行评价，以便于用户对程序性能影响大的代码段的进行优化。启动剖析进程：1.选择Profile→Setup，在新对话框中选中custom所有项。2.选择Profile→clock，并选择Enable。3.选择Profile→Viewer。4.点击1对话框中的和

。5.选择File→LoadProgram，将可执行文件下载到DSP中。这样在3出现的对话框将出现函数的profile参数。数据显示与剖析(续)

profiler参数显示相关的数值是运行某程序段所需的机器周期。数据显示与剖析(续)运行程序一段时间后停止,便可以根据统计观察函数的运行情况。根据时钟数和机器周期，计算出执行某段代码所需的时间，为优化代码提供参考。CodeSize代码大小Inc.Count运行中进入代码段次数Inc.Total.消耗的所有时钟周期Inc.Maximum执行代码一遍消耗的最大时钟周期Inc.Minimum执行代码一遍消耗的最小时钟周期Incl.Average执行代码一遍平均消耗的时钟周期Profiler各值含义数据显示与剖析(续)三、实验内容1.修改CODEC程序，嵌入FFTfunction.c。2.计算1024点FFT。3.利用CCS工具分析信号的幅度谱：(1)利用数据观察窗，观察原始数据及其频谱；(2)利用图形观察窗，分析信号及其频谱成分；1．CCS图形观察工具显示信号波形时，为什么显得不够光滑？2．如果信号数据存放在一