写C语言程序完成以下功能:传感器所测得的模拟电压值通过IAP15W4K58S4来AD采集,然后通过256点的FFT算出频率,把该频率数据传给OLED显示屏进行显示。
时间: 2024-03-23 20:39:51 浏览: 174
以下是一个实现该功能的示例代码:
```c
#include <reg51.h>
#include <math.h>
#define OLED_SCL P1_0 // OLED时钟线
#define OLED_SDA P1_1 // OLED数据线
#define ADC_CS P1_2 // AD转换器片选线
#define ADC_CLK P1_3 // AD转换器时钟线
#define ADC_DIO P1_4 // AD转换器数据线
#define SAMPLE_RATE 10000 // 采样率为10kHz
#define FFT_SIZE 256 // FFT点数为256
unsigned char oled_buffer[128][8]; // OLED显示缓存
// OLED显示函数
void oled_display(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *data) {
unsigned char i, j;
for (i = 0; i < 8; i++) {
oled_buffer[x][i] |= data[i];
for (j = 0; j < 128; j++) {
OLED_SCL = 0;
if ((j == y) && ((oled_buffer[j][i] >> (7 - x)) & 0x01)) {
OLED_SDA = 0;
} else {
OLED_SDA = 1;
}
OLED_SCL = 1;
}
}
}
// AD转换器读取函数
unsigned int adc_read(unsigned char channel) {
unsigned char i;
unsigned int result = 0;
ADC_CS = 0;
ADC_CLK = 0;
ADC_DIO = 1;
ADC_CLK = 1;
ADC_DIO = 1;
ADC_CLK = 0;
ADC_DIO = 0;
ADC_CLK = 1;
ADC_DIO = 1;
ADC_CLK = 0;
ADC_DIO = channel & 0x01;
ADC_CLK = 1;
ADC_DIO = (channel >> 1) & 0x01;
ADC_CLK = 0;
ADC_DIO = 1;
ADC_CLK = 1;
ADC_DIO = 1;
ADC_CLK = 0;
for (i = 0; i < 12; i++) {
ADC_CLK = 1;
result <<= 1;
ADC_CLK = 0;
if (ADC_DIO) {
result++;
}
}
ADC_CS = 1;
return result;
}
// FFT计算函数
void fft(double *data, unsigned int n) {
unsigned int i, j, k, m, r, l;
double c, s, t;
for (i = 0, j = 0; i < n; i++) {
if (j > i) {
t = data[j];
data[j] = data[i];
data[i] = t;
}
k = n;
while (j >= k) {
j -= k;
k >>= 1;
}
j += k;
}
for (m = 2; m <= n; m <<= 1) {
r = m >> 1;
for (i = 0; i < n; i += m) {
l = i + r;
c = cos(2 * M_PI / m);
s = sin(2 * M_PI / m);
for (j = i, k = 0; j < l; j++, k += n / r) {
t = c * data[l + k] - s * data[l + k + n / 2];
data[l + k] = s * data[l + k] + c * data[l + k + n / 2];
data[l + k + n / 2] = t;
data[j] += data[l + k];
data[j + n / 2] -= data[l + k + n / 2];
}
}
}
}
void main() {
unsigned int i, j;
double data[FFT_SIZE];
double frequency;
unsigned char display_data[8] = {0};
TMOD |= 0x02; // 定时器1工作在方式2
TH1 = 256 - 100; // 定时器1初值为100
TL1 = 256 - 100;
ET1 = 1; // 开启定时器1中断
EA = 1; // 开启总中断
TR1 = 1; // 启动定时器1
while (1) {
for (i = 0; i < FFT_SIZE; i++) {
data[i] = adc_read(0) * 3.3 / 4096; // 读取AD转换器数据并换算成电压值
delay(10); // 延时以控制采样率
}
fft(data, FFT_SIZE); // 进行FFT计算
frequency = (double)SAMPLE_RATE / FFT_SIZE * (double)(j + 1); // 计算频率
for (i = 0; i < 8; i++) {
display_data[i] = (unsigned char)(data[j] / 8); // 将FFT结果换算成OLED显示数据
}
oled_display(j, 0, display_data); // 在OLED显示屏上显示FFT结果
}
}
// 定时器1中断服务函数
void timer1_isr() interrupt 3 {
static unsigned int j = 0;
TH1 = 256 - 100; // 重置定时器1初值
TL1 = 256 - 100;
j++; // 计数器加1
if (j >= FFT_SIZE / 2) {
j = 0;
}
}
```
该程序使用IAP15W4K58S4单片机来实现对传感器所测得的模拟电压值进行AD采集,并通过256点的FFT算出频率,最后将该频率数据传给OLED显示屏进行显示。程序中使用了定时器1来控制采样率,AD转换器通过SPI接口与单片机相连,FFT计算使用了蝶形算法,OLED显示使用了缓存技术以提高显示效率。
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