看得见的音乐---diy了一个12x10的音频频谱电路，电路、程序已上传。不喜勿入勿回帖！

ahao

想做这个电路已经N年了，苦于知识有限一直搞不定，参考了很多前辈的实例也没能拿下。最近又来兴致了，下决心一定拿下。经过多天努力终于有点眉目了。本程序属于实验阶段应该有误，仅供感兴趣的朋友参考。










视频效果已上传，LED太少效果不行
http://v.youku.com/v_show/id_XNjU1MDQ4NDYw.html

下面视频可以直接点看，用相机拍的视频缺帧严重，实际效果要比视频中的稍微好一点。视频刚开始的左移文字是：bbs.hifidiy.net : ahao，纯属练手逗乐无其他意义，4楼程序中不包含这段文字。

ahao

制作过程如下

先根据板子大小安排LED排列方法


焊接LED中


经过几个回合基本成型


反面有点倒胃口


通电烧程序测试

ahao

电路图如下，如果感兴趣可以按此图施工烧入4楼提供的程序即可使用。

采用动态扫描方式，横向接单片机其中10个io口，纵向每列共用一个io口，用NPN三极管接成跟随器电路形式将电流放大，以便于驱动每列最多12个LED。单片机是STC12C5A60S2，晶振用的是32.768MHz，图中电源部分省略了没有画出来。



受论坛上传限制，有会员反映上面电路图个别元件参数看不清，再补一个局部图。

ahao

这一层上传程序用


有兴趣的朋友可以按3楼电路图制作，烧入下面压缩包中的hex文件后就可以用了，效果不好你们再优化吧。
程序包，包括头文件、hex、c程序。
程序包 c、hex、头文件.rar (14.23 KB, 下载次数: 3842)

2013-12-30 16:25 上传

点击文件名下载附件

程序借鉴了很多前辈的方法，以我目前的能力也只能达到这个效果了，等以后慢慢学习后再更新。
时间匆忙，程序有很多不合理的地方，欢迎各位前辈多多指点共同学习提高。

C程序上面压缩包里面有，为了便于搜索到关键字特意贴出来，和压缩包里面的一样。

如下红字部分

#include "STC12C5A.h"                               //头文件，上面压缩包里面提供有
#include <intrins.h>      
#include <math.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

uchar tt0,tt1;

float code 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
};

uchar xiaj,xyz,fft_sign = 0;                       

uchar YY1[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0x10,0x20,0x40,0x80};                //每列编码        高电平有效
uchar data LED[12];                                                                                                                                //每行编码        低电平有效
uchar HZ[]={2,3,4,5,6,8,10,13,16,19,21,23};                                                                                  //选择需要显示哪些频段的列表

struct compx                                          //定义复数
{                                                                
        float real;                                        //两个浮点型数据 实部函数 虚部函数
        float imag;
};
struct compx dd[65];                         // FFT数据
data struct compx temp;                 //数据结构

void Delay(uint n)
{
    uint x;
    while (n--)
    {
        x = 5000;
        while (x--);
    }
}

void ADC_Init()                                                        // 集成ADC的初始化（官方函数）
{
    ADC_RES = 0;                                   //Clear previous result
    ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL;
    Delay(2);                                      //ADC power-on and delay
}

uchar GetADCResult(uchar ch)                           // 进行AD转换（官方函数）
{
    ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL | ch | ADC_START;
    _nop_();                        //Must wait before inquiry
    _nop_();
    _nop_();
    _nop_();
    while (!(ADC_CONTR & ADC_FLAG));//Wait complete flag
    ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG;         //Close ADC
    return ADC_RES;                 //Return ADC result
}

void ee(struct compx b1,uchar b2)                         //复数乘法
{
        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];
}

uint mypow(uchar  nbottom,uchar  ntop)                 //乘方函数
{
    uint  result=1;
    uchar t;   
    for(t=0;t<ntop;t++)result*=nbottom;
    return result;
}
  
void fft(struct compx *xin,uchar data N)         //快速傅立叶变换
{
        uchar data  fftnum,i,j,k,l,m,n,disbuff,dispos,dissec;
        data struct compx t;
        fftnum=N;                         //傅立叶变换点数
        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)                                                 //交换数据
                {
                        t=xin[1+j];
                        xin[1+j]=xin[1+k];
                        xin[1+k]=t;
                }
        }  
        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;
                        }
        }
}

void processfft()
{
    uchar  pt;
        uint  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                 
    for(pt=1;pt<33;pt++)
    {                                      
        dd[pt].real=sqrt(dd[pt].real*dd[pt].real+dd[pt].imag*dd[pt].imag);//取均方根
    }
                                       
        for(pt=0;pt<12;pt++)                                 //依次得出需要显示的每列数据                          
    {      
                tmp = dd[HZ[pt]].real;
                tmp = (tmp/16);

                if(tmp<1)                                          //这些比较值我是随便填了几个，有兴趣的自己研究选用合适数值
                        xyz=0;
                else if(tmp<2)
                        xyz=1;
                else if(tmp<4)
                        xyz=2;
                else if(tmp<8)
                        xyz=3;
                else if(tmp<16)
                        xyz=4;
                else if(tmp<32)
                        xyz=5;
                else if(tmp<64)
                        xyz=6;
                else if(tmp<100)
                        xyz=7;
                else if(tmp<150)
                        xyz=8;
                else
                        xyz=9;

                if(xyz>LED[pt])
                        LED[pt]=xyz;
        }
}

void line(uchar abc)                                        //显示每个点的幅度值程序
{
        switch(abc)
        {
                case 0:
                        P2=0xfe; P4=0xff; break;                        //P2=1111 1110   P4=1111 1111

                case 1:
                        P2=0xfc; P4=0xff; break;                        //P2=1111 1100   P4=1111 1111

                case 2:
                        P2=0xf8; P4=0xff; break;                        //P2=1111 1000   P4=1111 1111

                case 3:
                        P2=0xf0; P4=0xff; break;                        //P2=1111 0000   P4=1111 1111

                case 4:
                        P2=0xe0; P4=0xff; break;                        //P2=1110 0000   P4=1111 1111

                case 5:
                        P2=0xc0; P4=0xff; break;                        //P2=1100 0000   P4=1111 1111

                case 6:
                        P2=0x80; P4=0xff; break;                        //P2=1000 0000   P4=1111 1111

                case 7:
                        P2=0x00; P4=0xff; break;                        //P2=0000 0000   P4=1111 1111
                       
                case 8:
                        P2=0x00; P4=0xef; break;                        //P2=0000 0000   P4=1110 1111

                case 9:
                        P2=0x00; P4=0xcf; break;                         //P2=0000 0000   P4=1100 1111
        }
}

void display(uchar i)                                                          //显示，依次显示每列数据
{
        if(i<8)                                                                                  //先显示下面8级
        {
                P3=0x00;                                                                   //关闭P3口，P0口按顺序依次开启
                P0=YY1[ i ];

        }
        else                                                                                   //再显示上面2级
        {
                P0=0x00;                                                                   //关闭P0口，P3口按顺序依次开启
                P3=YY1[ i ];
               
        }  
        line(LED[ i ]);                                                                //开启每列的同时送相应的列幅度数据
}
               

void init()
{
        TMOD=0x11;                           //设定定时器0工作方式
        EA=1;                                         //开总中断
        ET0=1;                                         //开定时器0
        TR0=1;                                         //启动定时器0
        TH0=(65536-2730)/256;         //高8位装初值 定时1ms
        TL0=(65536-2730)%256;         //低8位装初值

/*10MS定时器初值的计算：  
1.晶振12M 12MHz除12为1MHz，也就是说一秒=1000000次机器周期。10ms=10000次机器周期。  
65536-10000=55536(d8f0)   
TH0=0xd8，TL0=0xf0
  
2.晶振11.0592M 11.0592MHz除12为921600Hz，就是一秒921600次机器周期，10ms=9216次机器周期。
65536-9216=56320(dc00)
TH0=0xdc，TL0=0x00

3.晶振为32.7687M 32.768M/12约等于2.7307M，就是一秒2730700次机器周期，10ms=27307次机器周期。
65536-27307=38229（9555）
TH0=0x95,TL0=0x55
*/
}

void main()
{
        uchar i,j,num=1;

        init();

        P0M0=0xff;                                  //1111 1111 设定P0口为强推挽输出模式
        P3M0=0xf0;                                  //1111 0000 设定P3.4、P3.5、P3.6、P3.7口为强推挽输出模式
        P4SW=0x30;                                        //0011 0000 ,将P4.4、P4.5设置成IO口

        P1ASF=0x03;                                   //0000 0011 将 P1.0、P1.1置成模拟口
        ADC_Init();                                        // 集成adc初始化

    while(1)
    {       
                if(tt1 > 10)                                                                        // 读取频率
                {
               
                        for(i=0;i<65;i++)
                        {  
                                dd[ i ].real=(GetADCResult(0))<<2;                  // 读取ad结果并放大4倍；
                        }
                        processfft();                                                                // 傅立叶变化及处理

                           tt1 = 0;
                }

                        if(xiaj>30)                                                                         //下降速度调节
                        {
                                for(j=0;j<12;j++)
                                {
                                          if(LED[j]>0)
                                                LED[j]-=1;                                                 // LED[j]=(LED[j])-1;
                                   }
                                xiaj=0;
                               
                        }
                               
        }

}

void timer0() interrupt 1        //定时器0中断程序  定时1ms
{                                                                
        TH0=0xf5;                                   //TH0=(65536-2700)/256;
        TL0=0x74;                                   //TL0=(65536-2700)%256;
       
        tt0++;
        if(tt0>11)
                tt0=0;
        display(tt0);

        tt1++;
        if(xiaj<200)
                xiaj++;
}

HQ

不错    放光管用方形的顺眼些

jxs69

版主能开发个用双色点阵屏，频谱和用2310遥控音量双显的程序就好。元件和单频谱程序我都有，本人不会单片，玩不转。

wfllsw0

相当眼熟呀，版主搞得很不错呀。。。照片很清晰。。。
我很多年前也搞搞过类似的东西。。。从楼梯底的垃圾箱找了出来。。。手机随手拍效果很差

卡西利亚斯

如果是红黄绿就更好看了

appleworm

支持！(^_^)

改天见

太牛了，可惜我单片机学艺不精看见fft就头大

dyh8283221

好程序，谢谢楼主，有时间好好研究一下！

mzsrz

80-90年代组合音响上通常都带这样的频谱，不过不是用单片机控制的。

ahao

jxs69 发表于 2013-12-28 15:20
版主能开发个用双色点阵屏，频谱和用2310遥控音量双显的程序就好。元件和单频谱程序我都有，本人不会单片， ...

正在研究双色显示，希望不久的将来可以弄出来。

ahao

1291650902 发表于 2013-12-31 10:27
不懂。。问下显示屏可否级连？

显示屏？市面那种led显示屏是可以级联的。

孤云feng

真不错，看了楼主好几个帖子，刚学单片机，打算模仿一个

jxs69

我上传个网上找的点阵屏频谱程序，版主可以参考下。

为了女

高人！

mzkmzk

http://www.crystalradio.cn/thread-215398-1-1.html我早年买的套件自己做的

ylbtwnl

做的不错啊,A版！
我也关注这东西很久了，在淘宝上也看了很多，价格也不算贵，显示屏也大，但单片机我不会弄。
不过我一直有个问题，淘宝上视频看了不少，总觉得显示效果哪里不对？？？以前用过很多带频谱的均衡器，比如先驱、ONE、CAV和一些进口的，特别是CAV、爱浪AV功放上的频谱，非常漂亮，屏的左边显示是低音，右边是显示高音，随着音乐高低不同，变换得非常自然，犹如水波一样。
像这种单片机的是不是原理不一样，效果也不一样？这种单片机的好像千千静听上的频谱显示，总感觉哪里不对，没有市面上均衡器那种效果。