2020-9-13 STM32F4电流检测 ADC读数通过FFT分析

STM32F4 电流检测

1.FFT函数的运算数组定义

代码如下（示例）：

//FFT定义
#define FFT_LENGTH  4096 //FFT长度，默认是1024点FFT但这里定义了4096
float fft_inputbuf[FFT_LENGTH*2]; //FFT输入数组
float fft_outputbuf[FFT_LENGTH]; //FFT输出数组

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2.ADC读取数据

代码如下（示例）： adc_bufmoni[i] 和 adc_bufmoni1[i] 都是4096位 用来存储ADC读取的数据

for(i=0;i<4096;i++)
  {
   adc_bufmoni[i] = (float)adc_buf[i]/4096*(float)3.3;
   adc_bufmoni1[i] = (float)adc_buf[i]/4096*(float)3.3;
  }

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3.FFT的计算代码

代码如下（示例）：

1. fft_inputbuf之所以设定为数据长度的两倍是因为还可以输入虚部 但这里不需要 直接输入0
   2.tim2用来计算FFT计算速度
   3.arm_cmplx_mag_f32(fft_inputbuf,fft_outputbuf,FFT_LENGTH); //把运算结果复数求模得幅值 在这个运算之后fft_outputbuf已经有了运算结果

       arm_cfft_radix4_init_f32(&scfft,FFT_LENGTH,0,1);//初始化scfft结构体，设定FFT相关参
        for(i=0;i<FFT_LENGTH;i++)//生成信号序列
        {
         
          fft_inputbuf[2*i]=adc_bufmoni[i];
          fft_inputbuf[2*i+1]=0;//虚部全部为0
        }
        
        TIM_SetCounter(TIM2,0);//重设TIM3定时器的计数器值
        timeout=0;
        arm_cfft_radix4_f32(&scfft,fft_inputbuf); //FFT计算（基4）
        time=TIM_GetCounter(TIM2)+(u32)timeout*65536;    //计算所用时间
        sprintf((char*)buf,"%0.3fms\r\n",time/1000); 
        LCD_ShowString(100+12*8,770,80,80,24,buf); //显示运行时间  
        arm_cmplx_mag_f32(fft_inputbuf,fft_outputbuf,FFT_LENGTH); //把运算结果复数求模得幅值 

4.FFT 的计算结果处理（冒泡排序）(其实还需要加权算法才能更精确)

代码如下（示例）：
1.fft_outputbuf[i]是输入数据的一半 2048位。
2.shuju【】是之前定义的结构体用来对fft_outputbuf数据进行处理得到最大值的位置和大小。
3.我这样处理后数据体的num存储的是 频率信息（即fft_outputbuf数组中数的位置）数据体的am存储的是 幅值信息（即fft_outputbuf数组中数的大小）

 for(i=0;i<2048;i++)
        {
        shuju[i].num=i;
        shuju[i].am=fft_outputbuf[i];
        }
        
       
        bubble_sort(shuju,2048);
       void bubble_sort(struct paixu arr[], int len) 
{
        int i, j;
    float temp;
        for (i = 1; i < len - 1; i++)
                for (j = 1; j < len - 1 - i; j++)
                        if (arr[j].am < arr[j + 1].am) {
                                temp = arr[j].am;
                                arr[j] = arr[j + 1];
                                arr[j + 1].am = temp;
             
                                temp = arr[j].num;
                                arr[j].num = arr[j + 1].num;
                                arr[j + 1].num = temp;


                        }
}