FFT算法在單片機中的使用&&LCD12864驅動(dòng)

由于采用的是12864液晶，也就是一個(gè)橫128點(diǎn)豎64點(diǎn)的一個(gè)點(diǎn)陣，因而采用128點(diǎn)FFT運算已然夠了，因為即使得到再多的數據也無(wú)法在液晶上可視化顯示出來(lái)。本文是基于128點(diǎn)FFT運算。
程序如下：
#include
#include
#include
#define N 128
#define PI 3.141592653589
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
typedef struct
{
int real;
int img;
}complex;

void initw(); //初始化旋轉因子
void bitReverse(); //比特反轉
void FFT();

complex x[N];
uchar vis[N];

void delayms(uint ms)
{
uint i,j;
for(i=0;i{
for(j=0;j<3;j++);
}
}
void FFT()
{
int i,j,k,t,P,B,m;
complex up,down,product;
for (i=0;i<7;i++)
{
B=1<for (j=0;j{
t=1<<(6-i);
P=t*j;
for (k=j;k{
complex product;
product.real=x[k+B].real*cos(2*PI*P/N)+x[k+B].img*sin(2*PI*P/N);
product.img=x[k+B].real*(-1)* sin(2*PI*P/N)+x[k+B].img*cos(2*PI*P/N);
x[k+B].real=x[k].real-product.real;
x[k+B].img=x[k].img-product.img;
x[k].real=x[k].real+product.real;
x[k].img=x[k].img+product.img;
}
}
}
}

void initw() //初始化旋轉因子
{
int i;
for (i=0;ivis[i]=0;
}

void bitReverse() //比特反轉
{
int i,j=0;
int k=0;
int q=0;
complex tmp3;
for (i=0;i{
int tmp=i,tmp2=0,j;
for(j=0;j<7;j++)
tmp2+=((tmp>>j)&1)*(1<<(6-j));
if(vis[i]==0)
{
tmp3=x[i];
x[i]=x[tmp2];
x[tmp2]=tmp3;
vis[i]=1;
vis[tmp2]=1;
}
}
}
void main()
{
uchar ii,y;
float tmp;
for (ii=0;ii<20;ii++)
{
x[ii].real=3;
x[ii].img=0;
}
for (ii=20;ii<128;ii++)
{
x[ii].real=0;
x[ii].img=0;
}
initw();
bitReverse();
FFT();
while(1);
}

上圖是8點(diǎn)FFT運算，按照上圖的流程所示，FFT運算主要有兩步，一步是比特反轉，就是右邊不是按照0、1、2、3……這樣順序進(jìn)行計算的，而左邊是的，兩邊的關(guān)系就是進(jìn)行一個(gè)比特反轉?？梢钥吹接疫?對應二進(jìn)制為000，左邊對應二進(jìn)制為000，右邊1二進(jìn)制001，左邊4對應二進(jìn)制100，依次下去，可以清楚看到，對于8位FFT運算，對應二進(jìn)制有三位，而左右兩邊的關(guān)系恰巧是按照中間位進(jìn)行了個(gè)反轉。
FFT運算第二步就是乘以旋轉因子，注意的是這里是復數運算，虛部和實(shí)部都要加入運算。乘以旋轉因子后對進(jìn)行加減運算得到新的值，依次下去得到最終解。

由于單片機內存的限制，因而對于傳統的FFT算法，我進(jìn)行了些改進(jìn)，原則就是盡量地少使用變量，一個(gè)變量可以重復的使用是最理想的了，大家可以在程序中看出。個(gè)人意見(jiàn)這是能節省變量最少的了，如果有好的方法，希望可以告訴我下，我的郵箱是albertvictordu@139.com，謝謝！

下面是12864液晶驅動(dòng)程序的寫(xiě)法：
LCD12864液晶，即像素為128*64的顯示液晶。它的每一行橫向一共有128個(gè)可顯示點(diǎn)，每一列縱向有64個(gè)，這些“點(diǎn)”其實(shí)也都是一個(gè)個(gè)發(fā)光二極管。它可以在一個(gè)16*16的點(diǎn)陣區域上顯示一個(gè)中文，也可以在一個(gè)8*16的點(diǎn)陣區域顯示一個(gè)非中文字符，一般稱(chēng)為半寬字體。即一個(gè)中文字所占顯示面積是一個(gè)非中文字符的兩倍。

關(guān)于驅動(dòng)函數的書(shū)寫(xiě)，是液晶顯示的基礎，整個(gè)液晶驅動(dòng)主要有四個(gè)函數組成：

1、寫(xiě)命令函數；

2、寫(xiě)數據函數；

3、讀狀態(tài)函數；

4、讀數據函數；

這四個(gè)函數并不是必須全部寫(xiě)的，具體要看你實(shí)現的功能，如果只是單純的顯示漢字和字符，寫(xiě)命令、寫(xiě)數據、讀狀態(tài)這三個(gè)函數就夠了，如過(guò)你還需要進(jìn)行一些繪圖的操作，那讀數據函數也必須書(shū)寫(xiě)。

另外關(guān)于讀狀態(tài)函數，其實(shí)也就是用于判忙操作，原則上每次對控制器進(jìn)行讀寫(xiě)操作之前，都必須進(jìn)行讀寫(xiě)檢測，由于單片機的操作速度慢于液晶控制器的反應速度，因此可不進(jìn)行讀寫(xiě)檢測，或者只進(jìn)行簡(jiǎn)短的延時(shí)即可。因此，讀狀態(tài)函數也可以不寫(xiě)，只用簡(jiǎn)短的延時(shí)函數替換即可。

單片機用于控制LCD的管腳主要為RS、RW和E管腳，分別的功能是RS為0時(shí)，對應單片機訪(fǎng)問(wèn)的是命令寄存器，為1時(shí)對應數據寄存器；RW為1時(shí)，對應單片機操作為讀操作，為0時(shí)對應單片機為寫(xiě)操作；E是使能信號。

讀操作如下圖所示

寫(xiě)操作如下圖所示

在12864液晶中，開(kāi)發(fā)商將一些基本指令已經(jīng)寫(xiě)入到命令寄存器中，我們調用該指令就可以完成相應的功能。

LCD初始化

初始化操作如下：

1. 芯片上電；

2. 延時(shí)40ms以上；

3. 復位操作：RST出現一個(gè)上升沿（RST=1;RST=0;RST=1;）；

4. 功能設定；

5. 延時(shí)100us以上；

6. 再次進(jìn)行功能設定；

7. 延時(shí)37us；

8. 顯示開(kāi)關(guān)控制；

9. 延時(shí)100us以上；

10. 清除顯示；

11. 延時(shí)10ms以上；

12. 進(jìn)入點(diǎn)設置；

13. 初始化結束；

LCD液晶屏初始化過(guò)程如圖所示為：

打點(diǎn)函數

打點(diǎn)函數是創(chuàng )建GUI的基礎，打點(diǎn)函數的書(shū)寫(xiě)分為以下幾個(gè)步驟：

1. 進(jìn)入擴展模式

2. 寫(xiě)入打點(diǎn)地址

3. 讀取該地址的數據

4. 修改該地址的數據

5. 將修改后的數據輸入LCD中

6. 進(jìn)入普通模式

GDRAM地址分布情況，需要注意的是橫縱坐標的起始地址都是0x80，還有上下半屏的橫坐標是不一樣的，下半屏的橫坐標要加上0x08，而縱坐標跟對應的上半屏的縱坐標是一樣的。GDRAM地址分布圖，如圖所示。

下面的函數是12864與FFT算法的一個(gè)結合，里面設置了一個(gè)門(mén)函數，12864上顯示的結果則是一個(gè)sinc函數，證明結果是正確的。

#include

#include

#include

#define N 128

#define PI 3.141592653589

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define RS (1<<4)

#define RW (1<<5)

#define EN (1<<6)

//

typedef struct

{

int real;

int img;

}complex;