(快速傅里叶变换)C语言程序汇编
更新时间:2023-11-25 19:28:01 阅读量: 教育文库 文档下载
#include
/********************************************************************* 快速傅立叶变换C函数
函数简介:此函数是通用的快速傅里叶变换C语言函数,移植性强,以下部分不依 赖硬件。此函数采用联合体的形式表示一个复数,输入为自然顺序的复 数(输入实数是可令复数虚部为0),输出为经过FFT变换的自然顺序的 复数
使用说明:使用此函数只需更改宏定义FFT_N的值即可实现点数的改变,FFT_N 应该为2的N次方,不满足此条件时应在后面补0 函数调用:FFT(s); 时 间:2010-2-20 版 本:Ver1.0 参考文献:
**********************************************************************/ #include
#define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971 //定义圆周率值 #define FFT_N 128 //定义傅立叶变换的点数
struct compx {float real,imag;}; //定义一个复数结构 struct compx s[FFT_N]; //FFT输入和输出:从S[1]开始存放,根据大小自己定义
/******************************************************************* 函数原型:struct compx EE(struct compx b1,struct compx b2) 函数功能:对两个复数进行乘法运算 输入参数:两个以联合体定义的复数a,b
输出参数:a和b的乘积,以联合体的形式输出
*******************************************************************/ 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); }
/***************************************************************** 函数原型:void FFT(struct compx *xin,int N)
函数功能:对输入的复数组进行快速傅里叶变换(FFT) 输入参数:*xin复数结构体组的首地址指针,struct型
*****************************************************************/ void FFT(struct compx *xin) {
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 if(i t=xin[j]; xin[j]=xin[i]; xin[i]=t; } k=nv2; while(k<=j) { j=j-k; k=k/2; } j=j+k; } { int le,lei,ip; f=FFT_N; for(l=1;(f=f/2)!=1;l++) ; for(m=1;m<=l;m++) { l=log(2)N le=2<<(m-1); 相距le点 lei=le/2; u.real=1.0; u.imag=0.0; w.real=cos(PI/lei); w.imag=-sin(PI/lei); for(j=0;j<=lei-1;j++) //如果i //如果k<=j,表示j的最高位为1 //把最高位变成0 //k/2,比较次高位,依次类推,逐个比较,直到某个位为0 //把0改为1 //FFT运算核,使用蝶形运算完成FFT运算 //计算l的值,即计算蝶形级数 // 控制蝶形结级数 //m表示第m级蝶形,l为蝶形级总数 //le蝶形结距离,即第m级蝶形的蝶形结 //同一蝶形结中参加运算的两点的距离 //u为蝶形结运算系数,初始值为1 //w为系数商,即当前系数与前一个系数的商 //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 } } } } /************************************************************ 函数原型:void main() 函数功能:测试FFT变换,演示函数使用方法 输入参数:无 输出参数:无 ************************************************************/ void main() { int i; for(i=0;i s[i].real=sin(2*3.141592653589793*i/FFT_N); //实部为正弦波FFT_N点采样,赋值为1 s[i].imag=0; //虚部为0 } FFT(s); //进行快速傅立叶变换 for(i=0;i s[i].real=sqrt(s[i].real*s[i].real+s[i].imag*s[i].imag); while(1); } #include /********************************************************************* 快速傅立叶变换C程序包 函数简介:此程序包是通用的快速傅里叶变换C语言函数,移植性强,以下部分不依 赖硬件。此程序包采用联合体的形式表示一个复数,输入为自然顺序的复 数(输入实数是可令复数虚部为0),输出为经过FFT变换的自然顺序的 复数.此程序包可在初始化时调用create_sin_tab()函数创建正弦函数表, 以后的可采用查表法计算耗时较多的sin和cos运算,加快可计算速度 使用说明:使用此函数只需更改宏定义FFT_N的值即可实现点数的改变,FFT_N 应该为2的N次方,不满足此条件时应在后面补0。若使用查表法计算sin值和 cos值,应在调用FFT函数前调用create_sin_tab()函数创建正弦表 函数调用:FFT(s); 时 间:2010-2-20 版 本:Ver1.1 参考文献: **********************************************************************/ #include #define FFT_N 128 //定义傅立叶变换的点数 #define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971 //定义圆周率值 struct compx {float real,imag;}; //定义一个复数结构 struct compx s[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/2]; //定义正弦表的存放空间 /******************************************************************* 函数原型:struct compx EE(struct compx b1,struct compx b2) 函数功能:对两个复数进行乘法运算 输入参数:两个以联合体定义的复数a,b 输出参数:a和b的乘积,以联合体的形式输出 *******************************************************************/ 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); } /****************************************************************** 函数原型:void create_sin_tab(float *sin_t) 函数功能:创建一个正弦采样表,采样点数与傅立叶变换点数相同 输入参数:*sin_t存放正弦表的数组指针 输出参数:无 ******************************************************************/ void create_sin_tab(float *sin_t) { int i; for(i=0;i /****************************************************************** 函数原型:void sin_tab(float pi) 函数功能:采用查表的方法计算一个数的正弦值 输入参数:pi 所要计算正弦值弧度值,范围0--2*PI,不满足时需要转换 输出参数:输入值pi的正弦值 ******************************************************************/ float sin_tab(float pi) { int n; float a; n=(int)(pi*FFT_N/2/PI); if(n>=0&&n else if(n>=FFT_N/2&&n /****************************************************************** 函数原型:void cos_tab(float pi) 函数功能:采用查表的方法计算一个数的余弦值 输入参数:pi 所要计算余弦值弧度值,范围0--2*PI,不满足时需要转换 输出参数:输入值pi的余弦值 ******************************************************************/ 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; } /*****************************************************************
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