随着电子技术的迅速发展，信号处理已经深入到很多的工程领域，信号频域的特征越来越受到重视。在信号通信、雷达对抗、音频分析、机械诊断等领域，频谱分析系统起到很大的作用。传统的频谱分析仪都是采用模拟电路搭建实现频谱分析，这样仪器的误差不便控制，并且价格昂贵，操作复杂，一旦出现问题还不容易检测修复，这使得它已经不能很好的满足用户的需求。现在随着数字技术的成熟，以及高性能处理器的发展，基于DSP实现的频谱分析系统，已经占据了频谱分析仪的大部分市场。首先，结合目前市场大部分频谱分析仪的特点，指定本系统的指标，并且决定了系统的分析目标主要是低频机械振动信号。选取TMS320F2812为核心芯片，结合TMS320F2812的自身的特点，完成系统总体结构的设计，并且将系统按功能分为若干模块。其次，按照系统控制功能和信号处理功能两部分分别实现程序设计。系统控制部分主要是完成ADC的自动校准功能与采集功能，为数据分配指定的存储空间，完成串口通讯协议编写，使系统可以与上位机实时通信。信号处理部分主要完成FFT快速傅里叶算法的编写，并从旋转因子与倒位序两部分对算法进行优化。针对实数信号提出RFFT算法，使FFT的效率得到提高。并且完成频谱细化Zoom FFT的设计，提高了系统的分辨力。最后，通过信号发生器发出实际波形测试系统，并完成结果分析。实验表明，系统的ADC采集的数据误差，与频谱分析的实时性与精确性都是满足设计需要的。