DIY单片机迷你音乐频谱显示器 点阵显示 带FFT

所有制作资料打包下载： 迷你音乐频谱显示器.rar (1.81 MB, 下载次数: 508) 2016-10-25 14:01 上传 点击文件名下载附件 实现功能： # 电路制作简单，无需PCB板，只需元器件，采用USB 接口供电 # 采用LED点阵16*8显示，随音频变化而起伏显示 # 自动增益校正功能，音量调大调小都不会过满显示或显示过少(当然，音量也不能太小了。输入音量过小、电平比较低时，可以把音响的音量调小一点，音源的音量调大一些) 电路原理图： 管脚连接说明： 单片机的1脚为音频信号输入端，2~9/32~39为LED1点阵引脚，10~17/24~31为LED2点阵引脚，18/19为晶振、电容引脚，21/22为指示灯引脚（21为负极，22为正极）， 40脚为VCC电源5V正极，20脚为GND电源负极(也是音频信号输入负极)，23脚为空脚悬空。 制作说明： 1、用热熔胶或502胶水将USB公头反向粘到芯片底座的左侧（底座缺口一侧） 2、将USB公头上的正极连至40脚，负极连至20脚，将2PIN排针粘到芯片底座的右侧（频谱接口），上端接1脚，下端接20脚 3、2个30PF电容连接至芯片底座的18、19、20脚（一个接18、20脚，另一个接19、20脚） 4、32.768MHZ晶振连接至芯片底座的18、19脚 5、将芯片安放置底座上，缺口对缺口 6、8*8点阵管脚识别方法：点阵旁边的字朝下，下边那行的左边开始数是第一脚，然后逆时针走一圈1~16脚，和集成块的数法一样，然后对照点阵原理图看！ 点阵的识别与测试视频：http://v.youku.com/v_show/id_XMjMwODU4OTQ0.html 7、将2个8*8点阵安放于另一个芯片底座上，如图所示，左侧空出1列，右侧空出3列，右侧底下两只脚接发光二极管（左正右负） 8、将两块芯片底座合并，40个管脚依次焊接到一起，USB公头接上USB延长线到电脑，音频接口接上杜邦线到音频线，到音频分离器 9、制作音频线： 10、一分二音频分线器可以让音乐频谱显示器与音响并联 11、音乐频谱显示器通过USB接口取电，从音频接口采集音乐信号 注意事项： 1、电脑音量不能太小，因为检测电压幅值，音量太小了对单片机ADC采集会有影响，建议音量调到中等以上为最佳显示效果。同时，可以通过调节音响的音量来控制声音的大小（把音响的音量调小一点，电脑的音量调大一些）。 2、拔掉音频接口信号输入端（悬空），显示会满屏，拔掉音频接口信号接地端，只显示最下面一行！ 3、在静音的状态下，显示屏若时有波动，这是空中的电磁波的影响，是属于正常情况。 12、成品展示 元器件清单： 1、单片机STC12C5A60S2 PDIP40 （1片） 2、0788形红色8*8LED点阵屏（2块） 3、普通芯片座PIN40（2个） 4、USB公头（1个） 5、32.768MHz石英晶体（1个） 6、30pF电容（2个） 7、2PIN排针（1个） 8、1PIN杜邦线（2根） 9、USB延长线公对母（1根） 10、音频头（1个） 11、音频线（1根） 12、音频分离器（1个） 13、发光二极管（1个） 14、导线 若干 主程序： /******************************************************************************************** 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　 *********************************************************************************************/ #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                  } } /*****************************************************************************/ // /*****************************************************************************/ 复制代码 fft程序： #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 复制代码

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参与人数 5	黑币 +23	收起 理由
cyjun99	+ 5
dpj1185090651	+ 5	共享资料的黑币奖励！
942811442	+ 3	最近刚好做音乐节奏灯，很有用。
958842929qq	+ 5	很给力！点阵屏是主流趋势吧，觉得。
fay860601	+ 5	赞一个！

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