/*-------------------------------------------------------------------------------------------------
文件名稱:FFT_New_Test.c
創建日期:07.06.12
修改日期:07.06.18
           -整理
文件說明:功能：
           -基于C8051F000系列單片機的FFT試驗程序
         參數：
		   -通道0的IDT:0x00000100
           -通道0的MSK:0x1FFFFFFF(通道0只能接受IDT為0x00000100的消息)
		   -通道1的IDT:0x00000101
		   -通道1的MSK:0x1FFFFFFF(通道1只能發送IDT為0x00000101的消息)
		   -UartBuffer大小為16字節
		   -CanBuffer 大小為16字節
創建人:  李大偉
-------------------------------------------------------------------------------------------------*/
#include <stdio.h>
#include "C8051F000.h"
#include "FFT_Code_Tables.h"

//ADC0寄存器定義
sfr16 ADC0     =     0xBE;             

//數據的位數
#define NUM_BITS     16                    

//外部XRAM數據的起始
#define DATA_BEGIN   0x0000 
           
//外部時鐘頻率，PLL輸出頻率=(EXTCLK*9/4)(Hz)
#define EXTCLK       22118400          
#define SYSCLK       49760000         

//UART0波特率
#define BAUDRATE     115200 
           
//采樣頻率(Hz)
#define SAMPLE_RATE  10000             

//為：1，只運行一次
#define RUN_ONCE     1                 

typedef union IBALONG 
{
  long l;
  unsigned int  i[2];
  unsigned char b[4];
}IBALONG;

typedef union BAINT 
{ 
   int i;
   unsigned char b[2];
}BAINT;

//函數申明
void WindowCalc(int Win_Array[], unsigned char SE_data);
void IntFFT(int ReArray[], int ImArray[]);
void BitReverse(int BR_Array[]);
void ADC0_ISR (void);

//全局變量
//FFT的XRAM空間=NUM_FFT*4字節(起始于DATA_BEGIN)
int xdata Real[NUM_FFT] _at_  DATA_BEGIN;
int xdata Imag[NUM_FFT] _at_ (DATA_BEGIN+(NUM_FFT*2));

//NUM_FFT的定義在"FFT_Code_Tables.h"頭文件中
#if(NUM_FFT>=256)
unsigned int index,ADC_Index;
#endif

#if(NUM_FFT<256)
unsigned char index,ADC_Index;
#endif

unsigned int BinNum;		//循環變量
bit Conversion_Set_Complete;//一輪采樣結束標志位
/*=================================================================================================
01.名稱:main
   入口:無
   出口:無
   功能:系統主函數
=================================================================================================*/
void main()
{
  WDTCN   = 0xDE;					   //看門狗
  WDTCN   = 0xAD;
  OSCICN  = 0x07;					   //時鐘
  XBR0    = 0x04;					   //I/O
  XBR2    = 0x40;
  REF0CN  = 0x03;					   //參考電壓
  CKCON   = 0x10;					   //定時器
  TCON    = 0x40;
  TMOD    = 0x20;
  TH1     = 0xCC;
  TMR3CN  = 0x06;
  TMR3RLL = 0x40;
  TMR3RLH = 0x01;
  TMR3L   = 0x40;
  TMR3H   = 0x01;
  SCON    = 0x40;					    //UART
  ADC0CF  = 0x80;						//ADC
  ADC0CN  = 0x85;
  IE      = 0x80;						//中斷使能
  
  
  while(1)
  {
  	DisOfRuler1=SingleFrqMeasure(1);
    DisOfRuler2=SingleFrqMeasure(2);
    DisOfRuler3=SingleFrqMeasure(3);
  }
}
/*=================================================================================================
01.名  稱：SingleFrqMeasure()
   功  能：單尺測量過程
   參  數：Sel: 0 - 關閉
                1 - 5.9348MHz
				2 - 593.48KHz
				3 - 59.348KHz
   返  回：對應尺的距離值
=================================================================================================*/
float SingleFrqMeasure(unsigned char SelFrq)
{
  float PhaseW,PhaseN;
	
  //光強檢測GetSignalRange();

  //SelFrq控制CPLD選擇相應的頻率測距

  PhaseW=GetPhase(OUT);
  PhaseN=GetPhase(IN);

  //將角度值轉化為距離值
  switch(Sel)
  {
	case 0x01://5.9348MHz
	break;
	case 0x02://593.48KHz
	break;
	case 0x03://59.348KHz
	break;
	case 0x00://00
	break;
	default:
    break;
  }
  //距離:
  return (PhaseW-PhaseN);
}
/*=================================================================================================
01.名  稱：GetPhase()
   功  能：計算距離值
   參  數：無
   返  回：無
=================================================================================================*/
float GetPhase(unsigned char NW)
{
  float angle;

  //NW控制電機打到內或者外光路

  ADC_Index=0;
  Conversion_Set_Complete=0;
  EIE2|=0x02;                         //ADC中斷允許
  while(!Conversion_Set_Complete);

  //對Real數據進行排序
  Sort(Real);

  WindowCalc(Real,1);                 //加窗
  BitReverse(Real);                   //將輸入的數據位反向重排
  IntFFT(Real,Imag);                  //對輸入的數據進行FFT運算

  angle=atan(Imag[1]/Real[1]);
  return ((180/pi)*angle);            //轉成距離值
}
/*=================================================================================================
02.名稱:WindowCalc
   入口:
        -Win_Array[]:為0到(NUM_FFT/2)-1的采樣數據所對應窗口系數，對于NUM_FFT/2到NUM_FFT-1的采樣數據
		             所對應窗口系數可通過0到(NUM_FFT/2)-1的采樣數據所對應窗口系數鏡像得到。窗口值為
					 一個小于1的值(WindowFunc[x]/65536)，NUM_FFT/2處的值假設為1.0(65536)。
        -SE_data	:為1：
		               -則輸入數據被假定為單端信號，那么將他調整為差分信號數據，這樣就可以去除直
		                流流偏值。
					 為0：
					   -則輸入數據被假定為差分信號。
   出口:無
   功能:使用存儲在數組WindowFunc[]中的數值對Win_Array[]數組加窗
=================================================================================================*/
void WindowCalc(int Win_Array[],unsigned char SE_data)
{
#if(WINDOW_TYPE!=0)                               //加窗類型
  IBALONG NewVal;

  if(SE_data)  Win_Array[0]^=0x8000;              //如果數據時單端的轉換為差分的
  NewVal.l=(long)Win_Array[0]*WindowFunc[0];      //加窗
  if((NewVal.l<0)&&(NewVal.i[1])) Win_Array[0]=NewVal.i[0]+1;
  else Win_Array[0]=NewVal.i[0];
  if(SE_data) Win_Array[NUM_FFT/2]^=0x8000;       //如果數據時單端的轉換為差分的

  for(index=1;index<NUM_FFT/2;index++)
  {
    if(SE_data) Win_Array[index]^=0x8000;         //數組的1到(NUM_FFT/2 - 1)
    NewVal.l=(long)Win_Array[index]*WindowFunc[index];
    if((NewVal.l<0)&&(NewVal.i[1])) Win_Array [index]=NewVal.i[0]+1;
    else Win_Array[index]=NewVal.i[0];
	
	if(SE_data)	Win_Array[NUM_FFT-index]^=0x8000; //數組的(NUM_FFT/2 + 1)到(NUM_FFT - 1)
    NewVal.l=(long)Win_Array[NUM_FFT-index]*WindowFunc[index];
    if((NewVal.l<0)&&(NewVal.i[1])) Win_Array[NUM_FFT-index]=NewVal.i[0]+1;
    else Win_Array[NUM_FFT-index]=NewVal.i[0];
  }
#endif
#if(WINDOW_TYPE==0)                               //不加窗
  if(SE_data)                                     //如果數據時單端的
  {                                               //轉換為差分的
    for(index=0;index<NUM_FFT;index++) Win_Array[index]^=0x8000;//最高位通過和1取異或取反
  }
#endif
} 
/*=================================================================================================
03.名稱:BitReverse
   入口:BR_Array[]：
          -操作的對象數組。
   出口:無
   功能:對經過為反向的地址重新排序