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音频频谱显示（原理图 源代码 开源 第一版）

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楼主
ID:94097 发表于 2015-10-30 14:56 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式


很久没出新作品给大家了，其实不是不想出，而是开学这段时间太忙，从八月底到九月中旬，一直为新生忙碌着，自己的时间都很少。暑假闲在家里，也因为要体验“离开互联网的日子”而未曾碰触电脑（最近在整理假期离开网络生活的文字，希望大家可以了解另一个我）。所以也不曾出教学视频，觉得很对不住大家。

工作的时候，忙里偷闲，开通了新浪微博和新浪博客，感谢新浪推出的微号功能，让我的域名得以和QQ号码一样。以后工作室的动态会同步到新浪微博，作品和相关资料下载也会同步到新浪博客，希望大家多多关注！

频谱原理图：



新学期新气象，教学视频会保持更新，并加快进度，工作室也做好了新的工作计划，会有更优质的作品奉献给大家。
希望喜欢工作室作品的朋友将我们的作品和精神分享，我们坚持创新，坚持开源！
这次的小作品是频谱显示，8*16的led显示点阵配合stc12系列单片机系统，就可以自己制作廉价的频谱显示了！
原理图请登录百度网盘下载。关于原理图我想说的是，这是原理图，不是封装图，所以大多数IC是看不到Vcc或者Gnd的，但不代表没有，希望初学者留意。
这次的程序不是本人编写，是我师弟的设计，程序是有缺陷的，比如音效的延时，显示的效果等，有耐心的朋友可以自己修改程序，这次的作品在于分享数模转换程序和FFT算法，我也希望网友可以将完善的程序分享到网上，大家共同进步！！！
实物照片：

下面是我的焊接工程，不熟悉电路布局的童鞋可以做为参考
点阵正面  

点阵背面  

系统板正面

系统板背面

成品   


在这里要说的是，焊接并不算复杂，无非就是点阵的焊接耗时耗力，要是有点焊接功夫，小半天也足够了，焊接的时候千万不要弄断管脚，弯折的管脚做跳线最好不过（图3）。系统板的布局我建议大家紧凑一些，我自己焊接的时候是考虑到这板子以后可能加个时间显示什么的，所以预留了一些空间，这样以后再做点阵显示的时候就方便多了


源程序：
  1. #include<stc12c5a.h>
  2. #include<intrins.h>
  3. //#include"basic.h"
  4. typedef unsigned char uint8;
  5. typedef unsigned int uint16;
  6. #define ADC_FLAG    (1<<4)    /*ADC_中断标志*/
  7. /*放大128倍后的sin整数表（128）*/       
  8. code char SIN_TAB[128]={0,6,12,18,24,30,36,42,48,54,59,65,70,75,80,85,89,94,98,102,
  9.                         105,108,112,114,117,119,121,123,124,125,126,126,126,126,126,
  10.                                                 125,124,123,121,119,117,114,112,108,105,102,98,94,89,85,80,75,
  11.                                                 70,65,59,54,48,42,36,30,24,18,12,6,0,-6,-12,-18,-24,-30,-36,-42,
  12.                                                 -48,-54,-59,-65,-70,-75,-80,-85,-89,-94,-98,-102,-105,-108,-112,
  13.                                                 -114,-117,-119,-121,-123,-124,-125,-126,-126,-126,-126,-126,-125,
  14.                                                 -124,-123,-121,-119,-117,-114,-112,-108,-105,-102,-98,-94,-89,-85,
  15.                                                 -80,-75,-70,-65,-59,-54,-48,-42,-36,-30,-24,-18,-12,-6
  16.                                            };

  18. /*放大128倍后的cos整数表（128）*/
  19. code char COS_TAB[128]={127,126,126,125,124,123,121,119,117,114,112,108,105,102,98,94,
  20.                         89,85,80,75,70,65,59,54,48,42,36,30,24,18,12,6,0,-6,-12,-18,-24,
  21.                                                 -30,-36,-42,-48,-54,-59,-65,-70,-75,-80,-85,-89,-94,-98,-102,
  22.                                                 -105,-108,-112,-114,-117,-119,-121,-123,-124,-125,-126,-126,-126,
  23.                                                 -126,-126,-125,-124,-123,-121,-119,-117,-114,-112,-108,-105,-102,
  24.                                                 -98,-94,-89,-85,-80,-75,-70,-65,-59,-54,-48,-42,-36,-30,-24,-18,
  25.                                                 -12,-6,0,6,12,18,24,30,36,42,48,54,59,65,70,75,80,85,89,94,98,102,
  26.                                                 105,108,112,114,117,119,121,123,124,125,126,126
  27.                                            };

  29. /*采样存储序列表*/
  30. code char LIST_TAB[128] = {0,64,32,96,16,80,48,112,8,72,40,104,24,88,56,120,4,68,36,100,20,84,52,116,
  31.                            12,76,44,108,28,92,60,124,2,66,34,98,18,82,50,114,10,74,42,106,26,90,58,
  32.                                                    122,6,70,38,102,22,86,54,118,14,78,46,110,30,94,62,126,1,65,33,97,17,81,49,
  33.                                                    113,9,73,41,105,25,89,57,121,5,69,37,101,21,85,53,117,13,77,45,109,29,93,61,
  34.                                                    125,3,67,35,99,19,83,51,115,11,75,43,107,27,91,59,123,7,71,39,103,23,87,55,
  35.                                                    119,15,79,47,111,31,95,63,127
  36.                                                   };

  38. /*分级量化表*/
  39. uint8 QTY_TAB[] = {0x01,0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x3f,0x7f,0xff};
  40. uint8 ADC_Count=0;
  41. uint8 i,j,k,b,p,anum;       
  42. uint16 xdata Fft_Real[128];
  43. uint16 xdata Fft_Image[128];               // fft的虚部
  44. uint8 xdata LED_TAB[16];                                //记录红色柱状

  46. /********************************************************************
  47. * 名称 : FFT
  48. * 功能 : 碟型运算转换
  49. * 输入 : 无
  50. * 输出 : 读出的值
  51. ***********************************************************************/
  52. void FFT()//基2fft
  53. {                 
  54.         uint16 Temp_Real,Temp_Imag,temp;                // 中间临时变量
  55.         uint16 TEMP1 = 0,max=0;
  56.         for( i=1; i<=7; i++)                            /* for(1) */
  57.         {
  58.                 b=1;
  59.                 b <<=(i-1);                                 //碟式运算，用于计算隔多少行计算例如 第一极 1和2行计算
  60.                 for( j=0; j<=b-1; j++)                      /* for (2) */
  61.                 {
  62.                         p=1;
  63.                         p <<= (7-i);            
  64.                         p = p*j;
  65.                         for( k=j; k<128; k=k+2*b)               /* for (3)  */
  66.                         {
  67.                                 Temp_Real=Fft_Real[k];
  68.                                 Temp_Imag=Fft_Image[k];
  69.                                 temp=Fft_Real[k+b];
  70.                                 Fft_Real[k]=Fft_Real[k]+((Fft_Real[k+b]*COS_TAB[p])>>7)+((Fft_Image[k+b]*SIN_TAB[p])>>7);
  71.                                 Fft_Image[k]=Fft_Image[k]-((Fft_Real[k+b]*SIN_TAB[p])>>7)+((Fft_Image[k+b]*COS_TAB[p])>>7);
  72.                                 Fft_Real[k+b]=Temp_Real-((Fft_Real[k+b]*COS_TAB[p])>>7)-((Fft_Image[k+b]*SIN_TAB[p])>>7);
  73.                                 Fft_Image[k+b]=Temp_Imag+((temp*SIN_TAB[p])>>7)-((Fft_Image[k+b]*COS_TAB[p])>>7);          // 移位.防止溢出. 结果已经是本值的 1/64               
  74.                                 Fft_Real[k] >>= 1;            
  75.                                 Fft_Image[k] >>= 1;
  76.                                 Fft_Real[k+b] >>= 1;                 
  77.                                 Fft_Image[k+b] >>= 1;                                                      
  78.                         }     
  79.                 }
  80.         }
  81.        
  82.         for(j=0;j<16;j++)//16分频                                                                                         
  83.         {                                                                                                                                                          
  84.                 TEMP1=((((Fft_Real[j+1]* Fft_Real[j+1]))+((Fft_Image[j+1]*Fft_Image[j+1])))>>1);//求各频段幅值
  85.                 if(TEMP1<1)TEMP1=0;
  86.                 LED_TAB[j]=TEMP1;       
  87.                 if(LED_TAB[j]>max)max=LED_TAB[j];
  88.         }
  89.         if(max > 16)//分级量化
  90.         {
  91.                 max/=16;
  92.                 for(j=0;j<16;j++)LED_TAB[j]/=max;
  93.         }      
  94. }

  96. /********************************************************************
  97. * 名称 : GPIO_init
  98. * 功能 : GPIO初始化
  99. * 输入 : 无
  100. * 输出 : 读出的值
  101. ***********************************************************************/
  102. void GPIO_init()
  103. {
  104.         P0M0 = 1; P0M1 = 0; P0 = 0XFF;    /*列*/
  105.         P2M0 = 1; P2M1 = 0; P2 = 0XFF;
  106.         P3M0 = 1; P3M1 = 0; P3 = 0XFF;          /*行*/
  107. }
  108. /********************************************************************
  109. * 名称 : timer_Init
  110. * 功能 : 内部寄存器初始化
  111. * 输入 : 无
  112. * 输出 : 无
  113. ***********************************************************************/
  114. void timer_Init()
  115. {
  116.         TMOD = 0X12;
  117.         TH0 = 0xb0;                                                                   
  118.         TL0 = 0xb0;
  119.         ET0 = 1;                                               //定时器0 打开
  120.         TR0 = 0;                                                      //关闭定时器
  121.         TH1 = 0xfd;                                                                                                 
  122.         TL1 = 0Xa8;
  123.         ET1  = 1;
  124.         TR1  = 1;       
  125.         EA   = 1;       
  126. }
  127. /********************************************************************
  128. * 名称 : adc_Init
  129. * 功能 : 内部寄存器初始化
  130. * 输入 : 无
  131. * 输出 : 无
  132. ***********************************************************************/
  133. void adc_Init()
  134. {         
  135.         ADC_CONTR = 0x80;             //ADC电源打开
  136.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  137.         P1ASF = 0x01;                 //0000,0001, 将 P1.0 置成模拟口
  138.         AUXR1 &=0xFB;                 //1111,1011, 令 ADRJ=0
  139.         ADC_RES = 0x00;               //清零寄存器
  140.         ADC_RESL = 0x00;
  141.         EADC  = 1;                                          //AD中断打开
  142.         EA = 1;                                                  //总中断打开
  143. }

  145. /********************************************************************
  146. * 名称 : main
  147. * 功能 : 主程序
  148. * 输入 : 无
  149. * 输出 : 无
  150. ***********************************************************************/
  151. void main()
  152. {
  153.         uint8 i = 0;
  154.         GPIO_init();
  155.         timer_Init();
  156.         adc_Init();
  157.         while(1)
  158.         {
  159.                 ADC_Count = 0;
  160.                 EADC = 1;
  161.                 TR0  = 1;
  162.                 while(ADC_Count < 128);       //满足128点
  163.                 for(i=0; i<128; i++)                  //清除虚部
  164.                 {
  165.                         Fft_Image[i] = 0;
  166.                 }
  167.                 FFT();                        //FFT运算并转换为各频段幅值

  169.         }
  170. }
  171. /********************************************************************
  172. * 名称 : ADC_Finish
  173. * 功能 : ADC转换完成中断服务
  174. * 输入 : 无
  175. * 输出 : 无
  176. ***********************************************************************/
  177. void ADC_Finish() interrupt 5
  178. {
  179.         Fft_Real[LIST_TAB[ADC_Count]] = (int)(((ADC_RES)<<1)+(ADC_RESL>>1)*2)>>3;    /*按LIST_TAB表顺序，进行存储采样值*/
  180.         if(ADC_Count <= 127)
  181.         {
  182.                 ADC_Count++;           /*自动增量控制*/
  183.                 ADC_CONTR &= !ADC_FLAG;
  184.         }
  185.         else
  186.         {
  187.                 EADC = 0;
  188.                 TR0  = 0;       
  189.         }                       
  190. }
  191. /********************************************************************
  192. * 名称 : interrupt_timer1
  193. * 功能 : 显示屏幕刷新中断服务
  194. * 输入 : 无
  195. * 输出 : 无
  196. ***********************************************************************/
  197. void interrupt_timer1() interrupt 3
  198. {       
  199.         static uint8 rec = 0;
  200.         TH1 = 0xfd;                                                                                                 
  201.         TL1 = 0Xa8;

  203.         switch(rec)                                                                     //往点阵屏填充一列的数据
  204.         {
  205.                 case 0: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[0]]; P2 = 0;break;
  206.                 case 1: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[1]]; P2 = 1;break;                 
  207.                 case 2: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[2]]; P2 = 2;break;       
  208.                 case 3: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[3]]; P2 = 3;break;       
  209.                 case 4: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[4]]; P2 = 4;break;       
  210.                 case 5: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[5]]; P2 = 5;break;               
  211.                 case 6: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[6]]; P2 = 6;break;       
  212.                 case 7: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[7]]; P2 = 7;break;
  213.                 case 8: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[8]]; P2 = 8;break;
  214.                 case 9: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[9]]; P2 = 9;break;                 
  215.                 case 10: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[10]]; P2 = 10;break;       
  216.                 case 11: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[11]]; P2 = 11;break;       
  217.                 case 12: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[12]]; P2 = 12;break;       
  218.                 case 13: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[13]]; P2 = 13;break;               
  219.                 case 14: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[14]]; P2 = 14;break;       
  220.                 case 15: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[15]]; P2 = 15;break;               
  221.                 default:break;
  222.         }
  223.         rec++;
  224.         if(rec > 15)
  225.         {
  226.                 rec = 0;
  227.         }
  228. }
  229. /********************************************************************
  230. * 名称 : Ad_Control
  231. * 功能 : 控制采样率
  232. * 输入 : 无
  233. * 输出 : 无
  234. ***********************************************************************/
  235. void Ad_Control() interrupt 1
  236. {
  237.         ADC_CONTR = 0xe8;                     //开始AD采集
  238.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();         
  239. }

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音频显示(STC12系列老版).zip

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LED频谱开源版资料（STC15系列新版）.zip

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沙发
ID:94392 发表于 2015-11-2 20:25 来自手机 | 只看该作者
楼主，谢谢你的制作，我也正再做，希望可以请教你，可以加我QQ  1336294189谢谢
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板凳
无效楼层，该帖已经被删除
地板
ID:134722 发表于 2016-7-29 17:21 | 只看该作者
这个好！MCU的处理量比较大喔
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5#
ID:112693 发表于 2016-8-8 00:04 | 只看该作者
这个有意思，回头DIY一个
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6#
ID:17396 发表于 2016-8-23 10:01 | 只看该作者
有意思，希望能够学习到并做到
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7#
ID:137539 发表于 2016-8-25 16:31 | 只看该作者
不错，学习学习，谢谢分享，回头做一做
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8#
ID:141649 发表于 2016-10-8 11:41 来自手机 | 只看该作者
一直在找频谱的资料，通俗易懂
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9#
无效楼层，该帖已经被删除
10#
ID:141143 发表于 2016-10-14 22:48 | 只看该作者
谢谢分享.........
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11#
ID:186696 发表于 2017-4-6 15:08 | 只看该作者
学习了，感谢楼主分享资源
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12#
ID:221681 发表于 2017-7-22 23:12 | 只看该作者
好东西，收藏了
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13#
ID:221117 发表于 2017-7-23 09:47 | 只看该作者
收藏，尽快做一个出来
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14#
ID:48413 发表于 2017-8-7 19:32 | 只看该作者
谢谢，学习一下
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15#
ID:68429 发表于 2017-9-25 21:53 来自手机 | 只看该作者
楼主强
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16#
ID:241982 发表于 2017-10-27 01:42 | 只看该作者
正在制作一个功放缺一个音频显示，正好。。。。。谢谢楼主
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17#
ID:241982 发表于 2017-10-27 01:49 | 只看该作者
有效果图吗！
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18#
ID:241982 发表于 2017-10-27 01:49 | 只看该作者
楼主什么时候更新第二版呢！期待
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19#
ID:98767 发表于 2017-11-12 15:13 | 只看该作者
谢谢楼主分享,下个研究下,自己也DIY一个,好像视频看不了
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20#
ID:254064 发表于 2017-11-27 10:48 | 只看该作者
非常感谢楼主的分享，我在protues中按照您的方法接好运行了，但是不知道如何输入音频信号，请问这个可以说一下吗，谢谢！
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21#
ID:282866 发表于 2018-2-7 16:28 | 只看该作者
非常感谢！！！！！！
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22#
ID:282726 发表于 2018-2-7 19:10 | 只看该作者
视频怎么看不了
另外，两个点阵的接法，怎么不一样呢
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23#
ID:266116 发表于 2018-2-7 22:44 | 只看该作者
做的很好看!
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24#
ID:282866 发表于 2018-3-6 11:32 | 只看该作者
很感谢！非常的需要
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25#
ID:282866 发表于 2018-3-6 11:32 | 只看该作者
我正好也在做，不知道怎么下手
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26#
ID:338306 发表于 2018-5-25 20:41 | 只看该作者
楼主焊功牛逼啊~
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27#
ID:431129 发表于 2018-11-22 13:25 | 只看该作者
楼主雪里送炭，我正非常需要这个资料。谢谢！
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28#
ID:425041 发表于 2018-11-22 16:31 | 只看该作者
我是能做出来就是不会写程序
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29#
ID:399179 发表于 2018-11-23 21:12 来自手机 | 只看该作者
感谢分享！
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30#
ID:490130 发表于 2019-3-13 18:16 | 只看该作者
感谢分享！
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31#
ID:490130 发表于 2019-3-13 18:17 | 只看该作者
感谢分享！
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32#
无效楼层，该帖已经被删除
33#
ID:503342 发表于 2019-4-2 16:21 | 只看该作者
感激不尽
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34#
ID:399179 发表于 2019-4-2 20:02 来自手机 | 只看该作者
谢谢楼主分享！
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35#
无效楼层，该帖已经被删除
36#
ID:27919 发表于 2019-8-9 15:14 | 只看该作者
谢谢！正需要，太高兴了。
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37#
ID:13396 发表于 2019-9-17 22:31 | 只看该作者
学习了，感谢楼主分享资源.
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38#
ID:517951 发表于 2019-12-12 17:48 | 只看该作者
楼主，好文章，学习啦
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39#
无效楼层，该帖已经被删除
40#
ID:681106 发表于 2020-1-4 16:39 | 只看该作者
最近在做，但好多都不懂，谢谢博主的分享
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