#include  <msp430f5529.h>
#include "math.h"
#include "IQmathLib.h"

#define PI 3.1415926536                                         
#define FFT_N 256                                                      
#define GLOBLA_IQ 15
volatile float res;
struct compx {float real,imag;};                                    //定义一个复数结构
struct compx s[FFT_N];                                              //FFT输入和输出


/*******************************************************************
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
*******************************************************************/

  float MM(float m,float n)
 {
   _iq qA,qB,qC;
   qA = _IQ(m);
   qB = _IQ (n) ;
   qC = _IQmpy(qA,qB);
   res=_IQtoF(qC);
   return(res);
 }
struct compx EE(struct compx a,struct compx b)      
{
 struct compx c;
  c.real = MM(a.real,b.real) - MM(a.imag,b.imag);
  c.imag = MM(a.real,b.imag) + MM(a.imag,b.real);
 return(c);
}



void delay(int count)
{
  int i;
  for(i = 0; i < count; i++)
  {
    asm("nop");
  }
} 
/************************************************************
函数：void Reverse(struct compx *xin) 
函数功能；地址变换
输入参数：*xin复数结构体组的首地址指针，struct型

************************************************************/



void Reverse(struct compx *xin)   //变换顺序好用
{
 int nv2,nm1,i,k,j=0;
  struct compx t;
   
   nv2=FFT_N/2;                  //变址运算，即把自然顺序变成倒位序
   nm1=FFT_N-1;  
   for(i=0;i<nm1;i++)        
   {
    if(i<j)                    //如果i<j,即进行变址
     {
      t=xin[j];           
      xin[j]=xin[i];
      xin[i]=t;
     }
    k=nv2;                    //求j的下一个倒位序
    while(k<=j)               //如果k<=j,表示j的最高位为1   
     {           
      j=j-k;                 //把最高位变成0
      k=k/2;                 //k/2，比较次高位，依次类推，逐个比较，直到某个位为0
     }
   j=j+k;                   //把0改为1
  }
}


/*****************************************************************
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 le,lei,ip,l,m,j,i,f;
   struct compx u,w,t;
   _iq qA, qB, qC;  
   f=FFT_N;
   for(l=1;(f=f/2)!=1;l++) ; //计算l的值，即计算蝶形级数;
    //l=8;
  for(m=1;m<=l;m++)                         // 控制蝶形结级数
   {                                        //m表示第m级蝶形，l为蝶形级总数l=log（2）N
    le=2<<(m-1);                            //le蝶形结距离，即第m级蝶形的蝶形结相距le点
    lei=le/2;                               //同一蝶形结中参加运算的两点的距离
    u.real=1.0;                             //u为蝶形结运算系数，初始值为1
    u.imag=0.0;
    /*****************************************************************
     qA = _Q(PI/4.0);
    qB = _Q(0.5);
    qC = _IQsin(qA); res=_QtoF(qC);              // 0.70710 = sin(PI/4)
    qC = _IQcos(qA); res=_QtoF(qC);              // 0.70710 = cos(PI/4)
    qC = _Qatan(qB); res=_QtoF(qC);             // 0.46365 = atan(0.5)
    *****************************************************************/
    qA=_IQ(PI/lei);
    qB=_IQcos(qA);
    w.real=_IQtoF(qB);                   //w为系数商，即当前系数与前一个系数的商
    qC=_IQsin(qA);
    w.imag=-(_IQtoF(qC));
    //w.imag=-sin(PI/lei);
    for(j=0;j<=lei-1;j++)                   //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：void main() 
************************************************************/
void main()   
{ 
  WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
  int i; 
    int n=0;
    for(n=0;n<FFT_N;n++)                                  //给结构体赋值
  {
     s[n].real=sin(2*3.141592653589793*50*n/256);            //实部为正弦波FFT_N点采样，赋值为1
     //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[n].imag=0.0;                                    //虚部为0
  }
  delay(1000);
  Reverse(s);
  FFT(s);                                        //进行快速福利叶变换
  delay(1000);
  for(i=0;i<FFT_N;i++)//求变换后结果的模值，存入复数的实部部
  {
     s[i].real=sqrt(s[i].real*s[i].real+s[i].imag*s[i].imag);
   }
 while(1);
}