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目录

摘 要

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与目标

2 系统方案设计

2.1 总体架构设计

2.2 硬件方案设计

2.2.1 主控模块选型

2.2.2 FPGA 模块选型

2.2.3 TFT 显示模块选型

2.2.4 通信方案设计

2.3 软件方案设计

2.3.1 FFT 算法实现方案

2.3.2 频域图像渲染方案

3 硬件电路设计

3.1 STM32 最小系统电路

3.2 FPGA 模块电路

3.3 TFT 显示模块电路

3.4 软件 IIC 通信电路

4 软件系统设计

4.1 软件开发环境

4.2 主程序设计

4.3 FFT 算法实现

4.3.1 FPGA 端 FFT 实现

4.3.2 STM32 端 FFT 控制

4.4 频域图像渲染

4.5 软件 IIC 通信实现

5 系统测试与结果分析

5.1 测试环境与工具

5.2 功能测试

5.2.1 FFT 运算测试

5.2.2 频域图像显示测试

5.2.3 软件 IIC 通信测试

5.3 结果分析

5.3.1 FFT 运算性能分析

5.3.2 频域图像显示效果分析

5.3.3 软件 IIC 通信性能分析

5.4 系统优化方向

6 结论

系统资料下载链接

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摘 要

本设计提出了一种基于 STM32 和 FPGA 的频域图像处理系统，通过快速傅里叶变换 (FFT) 算法将时域信号转换为频域特征，并在 TFT 显示屏中可视化呈现。系统采用 STM32F103 作为主控芯片，FPGA 实现 FFT 算法加速，通过软件 IIC 通信实现数据交互与控制。硬件设计涵盖 STM32 最小系统、FPGA 模块、TFT 显示模块及通信接口电路，软件部分包括 FFT 算法实现、图像渲染及 IIC 通信协议。测试结果表明，系统能高效完成 FFT 运算并在 TFT 屏中清晰显示频域图像，为信号频域分析提供了可视化解决方案。

关键词：STM32；FPGA；快速傅里叶变换；频域图像；TFT 显示；软件 IIC

1 绪论

1.1 研究背景与意义

在信号处理领域，频域分析是揭示信号本质特征的重要手段。快速傅里叶变换 (FFT) 作为频域