DIY单片机迷你音乐频谱显示器点阵显示带FFT -

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程序名：　　迷你音乐频谱显示器
编写人：　　
编写时间：　　
硬件支持：　　2个8*8点阵 STC12C5A60S2　外部32.768MHz晶振
接口说明：　　见说明文档　
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#include "src\STC12C5A.h"
#include <intrins.h> //51基本运算（包括_nop_空函数）
#include <math.h>
#include "src\Define.h"
///////全局变量///////
uchar data DelayTime=10;
uchar data INTTime=0x45;
uchar data gain=1;
uchar data Menu=0;
uchar idata refreshflag[40];
//////////////////////
void Delays(uint t)
{
uint j;
while(--t)
for(j=0;j<5;j++);
}
uchar data LEDBuf[35]; //15列；从左到右；亮的位为真（1）；
#include "src\ADC.c"
#include "src\fft.h"
#include "src\LED168D.h"
void LIOINIT( )
{
P4SW = 0xff; //启动I/O：P4；
P0M1 = 0x00; P0M0 = 0xff; //I/O强上拉模式；
P1M1 = B(00000001); P1M0 = B(11111110); //P10(光敏电阻:AD：高阻或开漏)
P4M1 = 0x00; P4M0 = 0xff;
P2M1 = B(00000000); P2M0 = B(11111001); //P21,P20(强上拉)；P22(传统IO);
P3M1 = 0x00; P3M0 = 0xff; //!!!
P0 = 0xff; //初始化；
P1 = B(11111110);
P4 = 0xff;
P2 = B(11111100);
P3 = 0xff;
////////////////////////////////
P04=0;P26=0; //LY;
P01=0;P45=0;
P06=0;P24=0;
P00=0;P46=0;
P15=0;P34=0;
P07=0;P23=0;
P13=0;P32=0;
P47=0;P37=0;
////////////////////////////////
P14=1; P33=1; //LX0; //LX1;
P02=1; P44=1;
P03=1; P27=1;
P17=1; P36=1;
P05=1; P25=1;
P16=1; P35=1;
P12=1; P31=1;
P11=1; P30=1;
}
//////////////////////////////////////////////////////
void LEDRefresh() interrupt 3 //using 3
{
TL1 = 0x00;
TH1 = INTTime; //0x50~0x80 //0x6A
BuftoLED168_Refresh();
}
/////////////////////////////////////////////////////
/*SFR中与定时/计数器工作方式有关的设计]
-----------------------------------------------------------------------------
M1 M0 方式说明
0 0 0 13位T/C，由TL低5位和TH的8位组成13位计数器
0 1 1 16位T/C，TL和TH共16位计数器
1 0 2 8位T/C，TL用于计数，当TL溢出时将TH中的值自动写入TL
1 1 3 两组8位T/C
-----------------------------------------------------------------------------
*/
void Timer_INT()
{
TMOD = 0x11; //高4位控制T/C1 [ GATE，C/T，M1，M0，GATE，C/T，M1，M0 ]
EA = 1; //中断总开关
TH1 = 0x00; //16位计数寄存器T1高8位（写入初值）
TL1 = 0x00; //16位计数寄存器T1低8位
ET1 = 1; //T/C1中断开关
TR1 = 1; //T/C1启动开关
}
void Main()
{
uint data Count=700;
uchar data i,Cgain,LED=0,num=0;
LIOINIT(); //I/O强上拉模式
InitADC(); //Init ADC sfr
for(i=0;i<40;i++) refreshflag[i]=0x09;
P20=0; //LED负极
Timer_INT(); //定时器初始化
while(1)
{
for(i=0;i<65;i++)
{
dd[i].real=(GetADCResult(0))<<gain;
dd[i].imag=0; //清零虚部
}
processfft();//傅立叶变化及处理
LED=!LED;
if(dd[2].real<32)
{
LED=1;
}
else
{
Count=1;
if(++num==0xAF) //播放时，Auto gain；
{
num=0;
P2M0 = B(11111011);
P21=1; //LED正极
Delays(2000);
P21=0; //LED正极
P2M0 = B(11111001);
//自动增益；Automatic gain;
Cgain=dd[2].real/32;
if(7<Cgain<=8)
{
gain=2;
}
else if(4<Cgain<=6)
{
gain=3;
}
else if(2<Cgain<=4)
{
gain=4;
}
else
{
gain=5;
}
}
}
P21=LED; //LED正极
}
}
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//
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复制代码

#ifndef _FFT_INCLUDED_
#define _FFT_INCLUDED_
struct compx
{
float real;
float imag;
};//定义数据存放机构体
struct compx dd[65]; //FFT数据段
code float iw[64]=
{
1.000,0,0.9952,-0.0980,0.9808,-0.1951,0.9569,-0.2903,0.9239,-0.3827,0.8819,-0.4714,0.8315,-0.5556,
0.7730,-0.6344,0.7071,-0.7071,0.6344,-0.7730,0.5556,-0.8315,0.4714,-0.8819,0.3827,-0.9239,0.2903,-0.9569,
0.1951,-0.9808,0.0980,-0.9952,0.0,-1.0000,-0.0980,-0.9952,-0.1951,-0.9808,-0.2903,0.9569,-0.3827,-0.9239,
-0.4714,-0.8819,-0.5556,-0.8315,-0.6344,-0.7730,-0.7071,-0.7071,-0.7730,-0.6344,-0.8315,-0.5556,-0.8819,-0.4714,
-0.9239,-0.3827,-0.9569,-0.2903,-0.9808,-0.1951,-0.9952,-0.0980
};//w值缓存区
data struct compx temp;
//复数乘法
void ee(struct compx b1,uchar data b2)
{
temp.real=b1.real*iw[2*b2]-b1.imag*iw[2*b2+1];
temp.imag=b1.real*iw[2*b2+1]+b1.imag*iw[2*b2];
}
//乘方函数,计算 nbottom^ntop
uint mypow(uchar data nbottom,uchar data ntop)
{
uint data result=1;
uchar data t;
for(t=0;t<ntop;t++)result*=nbottom;//nbottom^ntop
return result;
}
//快速傅立叶变换
void fft(struct compx *xin,uchar data N)
{
uchar data fftnum,i,j,k,l,m,n,disbuff,dispos,dissec;
data struct compx t;
fftnum=N;//傅立叶变换的点数
for(m=1;(fftnum=fftnum/2)!=1;m++);//求得M的值
for(k=0;k<=N-1;k++)//码位倒置
{
n=k;
j=0;
for(i=m;i>0;i--)//倒置
{
j=j+((n%2)<<(i-1));
n=n/2;
}
if(k<j){t=xin[1+j];xin[1+j]=xin[1+k];xin[1+k]=t;}//交换数据
}
for(l=1;l<=m;l++)//fft运算
{
disbuff=mypow(2,l);//求得碟间距离
dispos=disbuff/2;//求得碟形两点之间的距离
for(j=1;j<=dispos;j++)
for(i=j;i<N;i=i+disbuff)//遍历M级所有的碟形
{
dissec=i+dispos;//求得第二点的位置
ee(xin[dissec],(uint)(j-1)*(uint)N/disbuff);//复数乘法
t=temp;
xin[dissec].real=xin[i].real-t.real;
xin[dissec].imag=xin[i].imag-t.imag;
xin[i].real=xin[i].real+t.real;
xin[i].imag=xin[i].imag+t.imag;
}
}
}
//对fft数据进行处理,得到各个频率段的电压幅值
void processfft( )
{
uchar data pt=0,tmp;
for(pt=1;pt<65;pt++)
{
dd[pt].imag=0; //清零虚部
}
fft(dd,64);//对当前数据进行傅立叶变换
dd[0].imag=0; dd[0].real=0;
for(pt=1;pt<65;pt++)
{
dd[pt].real=sqrt(dd[pt].real*dd[pt].real+dd[pt].imag*dd[pt].imag);//取均方根
}
if(Menu==1)
{
for(pt=2;pt<34;pt+=2)
{
for(tmp=(dd[pt].real/32)+1,LEDBuf[pt]=0xFF;tmp>=1;tmp--) //tmp>1;不保留最低位那一行常亮;{}一次也不执行；
{
LEDBuf[pt]<<=1;
}
LEDBuf[pt]=~(LEDBuf[pt]);
}
}
else if(Menu==2)
{
//下落感频谱
for(pt=2;pt<34;pt+=2)
{
tmp=(dd[pt].real/32)+1;
if(refreshflag[pt]<tmp) //刷新数据,取较大高度值存储显示
{
for(LEDBuf[pt]=0xFF;tmp>1;tmp--) //tmp>1;不保留最低位那一行常亮;{}一次也不执行；
{
LEDBuf[pt]<<=1;
}
refreshflag[pt]=(dd[pt].real/32)+1;
}
else
{
if(refreshflag[pt]>1)refreshflag[pt]--; //顶端下落速度控制改变值可以改变下降速度
for(LEDBuf[pt]=0xFF,tmp=refreshflag[pt];tmp>1;tmp--) //tmp>1;不保留最低位那一行常亮;{}一次也不执行；
{
LEDBuf[pt]<<=1;
}
}
}
}
else if(Menu==0)
{
//下落感频谱
for(pt=2;pt<34;pt+=2)
{
tmp=(dd[pt].real/32)+1;
if(refreshflag[pt]<tmp) //刷新数据,取较大高度值存储显示
{
for(LEDBuf[pt]=0xFF;tmp>=1;tmp--) //tmp>1;不保留最低位那一行常亮;{}一次也不执行；
{
LEDBuf[pt]<<=1;
}
refreshflag[pt]=(dd[pt].real/32)+1;
}
else
{
if(refreshflag[pt]>1)refreshflag[pt]--; //顶端下落速度控制改变值可以改变下降速度
for(LEDBuf[pt]=0xFF,tmp=refreshflag[pt];tmp>=1;tmp--) //tmp>1;不保留最低位那一行常亮;{}一次也不执行；
{
LEDBuf[pt]<<=1;
}
}
LEDBuf[pt]=~(LEDBuf[pt]);
}
}
}
#endif

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