音乐频谱（stc12系列）

yxlk · 发表于 2019-1-15 10:32

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音乐频谱（stc12系列）
( i) @: l/ \' v; n7 h' }' b. J

原理图是用proteus画的，所以没有Vcc和Gnd标识$ G: ~- a7 w7 i2 t4 j; C
信号输入端的电阻、电容是抗干扰用的，大小请根据电路的实际情况做改动* X, J8 }; B& `

/ Q9 _( R7 J* p& I3 m+ @程序如下：
9 E9 d8 e8 P# H6 o

#include<stc12c5a.h>
#include<intrins.h>
//#include"basic.h"
typedef unsigned char uint8;
typedef unsigned int uint16;
#define ADC_FLAG (1<<4) /*ADC_中断标志*/
/*放大128倍后的sin整数表（128）*/
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,
                     105,108,112,114,117,119,121,123,124,125,126,126,126,126,126,
                                             125,124,123,121,119,117,114,112,108,105,102,98,94,89,85,80,75,
                                             70,65,59,54,48,42,36,30,24,18,12,6,0,-6,-12,-18,-24,-30,-36,-42,
                                             -48,-54,-59,-65,-70,-75,-80,-85,-89,-94,-98,-102,-105,-108,-112,
                                             -114,-117,-119,-121,-123,-124,-125,-126,-126,-126,-126,-126,-125,
                                             -124,-123,-121,-119,-117,-114,-112,-108,-105,-102,-98,-94,-89,-85,
                                             -80,-75,-70,-65,-59,-54,-48,-42,-36,-30,-24,-18,-12,-6
                                       };

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

/*采样存储序列表*/
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,
                        12,76,44,108,28,92,60,124,2,66,34,98,18,82,50,114,10,74,42,106,26,90,58,
                                                122,6,70,38,102,22,86,54,118,14,78,46,110,30,94,62,126,1,65,33,97,17,81,49,
                                                113,9,73,41,105,25,89,57,121,5,69,37,101,21,85,53,117,13,77,45,109,29,93,61,
                                                125,3,67,35,99,19,83,51,115,11,75,43,107,27,91,59,123,7,71,39,103,23,87,55,
                                                119,15,79,47,111,31,95,63,127
                                                };

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

/********************************************************************
* 名称 : FFT
* 功能 : 碟型运算转换
* 输入 : 无
* 输出 : 读出的值
***********************************************************************/
void FFT()//基2fft
{
      uint16 Temp_Real,Temp_Imag,temp;             // 中间临时变量
      uint16 TEMP1 = 0,max=0;
      for( i=1; i<=7; i++)                         /* for(1) */
      {
            b=1;
            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
            for( j=0; j<=b-1; j++)                   /* for (2) */
            {
                     p=1;
                     p <<= (7-i);
                     p = p*j;
                     for( k=j; k<128; k=k+2*b)             /* for (3)  */
                     {
                              Temp_Real=Fft_Real[k];
                              Temp_Imag=Fft_Image[k];
                              temp=Fft_Real[k+b];
                              Fft_Real[k]=Fft_Real[k]+((Fft_Real[k+b]*COS_TAB[p])>>7)+((Fft_Image[k+b]*SIN_TAB[p])>>7);
                              Fft_Image[k]=Fft_Image[k]-((Fft_Real[k+b]*SIN_TAB[p])>>7)+((Fft_Image[k+b]*COS_TAB[p])>>7);
                              Fft_Real[k+b]=Temp_Real-((Fft_Real[k+b]*COS_TAB[p])>>7)-((Fft_Image[k+b]*SIN_TAB[p])>>7);
                              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
                              Fft_Real[k] >>= 1;
                              Fft_Image[k] >>= 1;
                              Fft_Real[k+b] >>= 1;
                              Fft_Image[k+b] >>= 1;
                     }
            }
      }

      for(j=0;j<16;j++)//16分频
      {
            TEMP1=((((Fft_Real[j+1]* Fft_Real[j+1]))+((Fft_Image[j+1]*Fft_Image[j+1])))>>1);//求各频段幅值
            if(TEMP1<1)TEMP1=0;
            LED_TAB[j]=TEMP1;
            if(LED_TAB[j]>max)max=LED_TAB[j];
      }
      if(max > 16)//分级量化
      {
            max/=16;
            for(j=0;j<16;j++)LED_TAB[j]/=max;
      }
}

/********************************************************************
* 名称 : GPIO_init
* 功能 : GPIO初始化
* 输入 : 无
* 输出 : 读出的值
***********************************************************************/
void GPIO_init()
{
      P0M0 = 1; P0M1 = 0; P0 = 0XFF; /*列*/
      P2M0 = 1; P2M1 = 0; P2 = 0XFF;
      P3M0 = 1; P3M1 = 0; P3 = 0XFF;       /*行*/
}
/********************************************************************
* 名称 : timer_Init
* 功能 : 内部寄存器初始化
* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void timer_Init()
{
      TMOD = 0X12;
      TH0 = 0xb0;
      TL0 = 0xb0;
      ET0 = 1;                                              //定时器0 打开
      TR0 = 0;                                                    //关闭定时器
      TH1 = 0xfd;
      TL1 = 0Xa8;
      ET1  = 1;
      TR1  = 1;
      EA = 1;
}
/********************************************************************
* 名称 : adc_Init
* 功能 : 内部寄存器初始化
* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void adc_Init()
{
      ADC_CONTR = 0x80;          //ADC电源打开
      _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
      P1ASF = 0x01;                //0000,0001, 将 P1.0 置成模拟口
      AUXR1 &=0xFB;                //1111,1011, 令 ADRJ=0
      ADC_RES = 0x00;             //清零寄存器
      ADC_RESL = 0x00;
      EADC  = 1;                                        //AD中断打开
      EA = 1;                                                 //总中断打开
}

/********************************************************************
* 名称 : main
* 功能 : 主程序
* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void main()
{
      uint8 i = 0;
      GPIO_init();
      timer_Init();
      adc_Init();
      while(1)
      {
            ADC_Count = 0;
            EADC = 1;
            TR0  = 1;
            while(ADC_Count < 128);    //满足128点
            for(i=0; i<128; i++)                //清除虚部
            {
                     Fft_Image = 0;+ g# V! c# j. r/ s
            }
7 C( I+ d& k; Q" m5 v. z; a             FFT();                      //FFT运算并转换为各频段幅值/ w# ]1 a& p1 Y' N; l
+ I7 m# ]* J: E0 W" l1 t: V: _

2 C, \# |. A& G4 f8 Y: E       }2 F) I+ h: v) Q5 |
}
$ ^: K* z7 x. Z3 ]( l, a/********************************************************************
% }4 P: n  w! g1 a* 名称 : ADC_Finish
  {9 j/ h$ B( }, h* 功能 : ADC转换完成中断服务1 L5 D- q& N& E# ]/ b9 s! Q
* 输入 : 无6 d( \& M" b! d7 y. x1 p/ b+ e
* 输出 : 无8 R- B+ s' q1 y/ R5 T
***********************************************************************/, q2 F+ @& @. X' B5 M: a7 f
void ADC_Finish() interrupt 5$ |) ^+ Z+ g7 j1 Q  ^6 w- R
{( ~5 P0 H* k8 Y9 x
      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*/* B% u) y) C9 p, Q. H8 q
      if(ADC_Count <= 127). s! T" b8 S7 w4 _
      {
- y% r& C" }1 Z! P3 `$ z             ADC_Count++;          /*自动增量控制*/
/ G- t; ]" k; N* K             ADC_CONTR &= !ADC_FLAG;- Z: N# |% Y" f) Y, X! \; n
      }
  X  C' e1 I) v       else. y9 n: h7 Y$ U# j0 G
      {
; K; T! L5 M) U! v             EADC = 0;# z  R( N, g  J4 x! z! p9 q4 L! p
            TR0  = 0;       6 v! Q8 g0 D  ~8 m. J! p8 `
      }                      : g; ]$ x( J) X6 l
}- d, m+ X- I2 v3 L
/********************************************************************+ k- d, d" f- `6 O8 Z# R
* 名称 : interrupt_timer11 ~! ]: i% `5 d+ k$ B7 U
* 功能 : 显示屏幕刷新中断服务5 r- |! ^, T' r( v( Y
* 输入 : 无# Y! [: `2 a9 N
* 输出 : 无1 [0 g3 `; }, q- Z( ?3 U
***********************************************************************/
& P. x: r* J# w  l$ kvoid interrupt_timer1() interrupt 34 a- x) C2 u+ B# O
{
, _5 P# J" ?" l4 _: x       static uint8 rec = 0;
) L; n- x: r# f$ H/ Q       TH1 = 0xfd;                                                                                              ) N0 s' ~" p% N0 `4 g" {
      TL1 = 0Xa8;! G+ Z' ]) `; O$ E% F, q

( x1 \& w& Y4 T* w' I" q
7 g5 e9 Z$ |1 W9 K# ?       switch(rec)                                                                   //往点阵屏填充一列的数据$ [3 I' G# q/ r+ o( _
      {" S$ }# T% d8 i( x% W2 G
            case 0: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[0]]; P2 = 0;break;
2 V0 _. V1 E6 R             case 1: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[1]]; P2 = 1;break;
( k6 Y6 w+ U- m" U. }2 d             case 2: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[2]]; P2 = 2;break;       - D% Q& u  ?$ u
            case 3: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[3]]; P2 = 3;break;
( z9 u( R3 U! f% Y0 u             case 4: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[4]]; P2 = 4;break;       ) ]/ `2 y& ?8 a: z. p5 G1 V8 I
            case 5: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[5]]; P2 = 5;break;
. c! E' y8 A1 e9 P0 B: G             case 6: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[6]]; P2 = 6;break;
            case 7: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[7]]; P2 = 7;break;  a8 Z% f5 I: ?/ J* q* J
            case 8: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[8]]; P2 = 8;break;
* [7 f1 t- A4 Q             case 9: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[9]]; P2 = 9;break;
! o( U6 V2 V; ^. U             case 10: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[10]]; P2 = 10;break;
' X/ m" c5 W0 s' K; C1 A6 }             case 11: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[11]]; P2 = 11;break;
/ n. D, E. l" X$ u             case 12: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[12]]; P2 = 12;break;       # X$ l3 v# ^* E2 b5 M$ k* E
            case 13: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[13]]; P2 = 13;break;             % F  q2 q6 P3 ?; I  w- X2 ?6 b
            case 14: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[14]]; P2 = 14;break;
) _  p& R; q5 }; p             case 15: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[15]]; P2 = 15;break;
. V. c7 ?9 W* A! y$ ~             default:break;: U0 F9 M3 S' v: z
      }# \/ f" r4 h5 E+ F; G9 E9 Z
      rec++;
1 Y$ c" w1 J. u+ m" z9 L       if(rec > 15)
' Y! P" m! y- X, i       {
$ k. r( C7 t! U( q; ]5 \2 i             rec = 0;+ _/ C0 J* D7 Y: t5 l  E# u( R) ]2 m& Y
      }- G: U- s: y# h
}( W! {8 N2 X9 ]
/********************************************************************
0 h6 z- \; m' @* 名称 : Ad_Control
& X  S& D" [# o% J! m, E) K6 t* 功能 : 控制采样率& W( [- g5 b: ^
* 输入 : 无5 ]8 v& N( q1 D/ N5 {' T
* 输出 : 无& W+ s5 v4 Z2 N5 o8 Q
***********************************************************************/
6 S) V2 ]* }9 Hvoid Ad_Control() interrupt 1
3 y' r( b' D5 P{2 H- C$ t0 N6 A  F
      ADC_CONTR = 0xe8;                   //开始AD采集
, d: p0 ~5 s$ X+ C9 d: O       _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();       3 |" L8 y; B  ~3 ?6 Z' ?' D0 B
} & w2 }" ~4 r, W
  R3 i9 a- h  `% O: D  x+ p) R/ ^

+ X+ v6 d$ k; A5 s- r下载：( N4 ~; x% I8 \

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( J9 t8 H5 g+ U4 z$ M, }* Q, g9 i. v4 X( j2 S: t7 m3 K4 B/ ^( ~9 B

sunygd · 发表于 2019-1-15 23:46

这个不错

fndgcs · 发表于 2020-5-26 13:35

真不错

colcol · 发表于 2020-8-10 23:57

多谢分享

lyeds · 发表于 2022-3-7 18:22

谢谢分享，楼主辛苦了

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