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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! 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:
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
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