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）

1 b% q5 j* S# ]3 ?/ K) e3 }% w# M
原理图是用proteus画的，所以没有Vcc和Gnd标识3 h( L6 Z0 G& t, C( t
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% {  _4 C# r$ \( a2 ?. {+ i
4 @/ j+ V( ~9 @. [  V3 B' ]
程序如下：

! ?/ c6 _" _& Z# ]
#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;
2 b4 |( Y* Y  U( K2 e1 M# {7 P1 n             }
# q8 M# Q! S6 G: x             FFT();                      //FFT运算并转换为各频段幅值0 t! {7 @, w2 g1 R5 U

. `& ~! S  Y4 R& d! g9 _
+ H0 L/ G0 d$ B       }& q* c& t" j' R& U* d' l
}
! @' U" u7 q' i/********************************************************************
4 U7 A. @2 m( }4 z) F( v* 名称 : ADC_Finish
5 W+ q. g0 P8 x* i5 [5 o* 功能 : ADC转换完成中断服务
5 J* o7 o/ }- d! \3 ~* 输入 : 无
8 s" {/ g# e3 K$ A- I; P% Q6 W* 输出 : 无) `' n$ o2 F7 E& b# h" o; c
***********************************************************************/1 D: z3 d% J0 {: N3 p
void ADC_Finish() interrupt 5
! l; ]  Z4 l* u+ Z0 r; v- T{2 _$ b3 S. q3 t4 s- T4 N4 R9 B
      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*/
3 p& G' y$ z' R/ Z# C# I  h$ t       if(ADC_Count <= 127)
% Q& z7 j4 E! K. y; V5 b& d       {% k* j; J+ c& t/ `* V
            ADC_Count++;          /*自动增量控制*/
% l3 a+ d' y' k; }# K             ADC_CONTR &= !ADC_FLAG;+ a. R0 ?! V5 d2 A' i+ I) M7 i
      }  \4 M& h4 ^5 k7 G* _$ q
      else
) j6 |4 E2 K$ Z  l       {( A% J3 ?& Y) r) \% _* |
            EADC = 0;( e7 _) s# y" i  _" w. l) S' @, O
            TR0  = 0;
+ T- u9 Z* x1 q' ~3 P; \       }                      ; U4 m/ k% t9 @! S
}3 Q6 o8 C2 |( a0 u
/********************************************************************
) F. |  E3 x0 F# S3 h/ ~/ n* 名称 : interrupt_timer1
) r! R/ _4 P6 c. M% A* 功能 : 显示屏幕刷新中断服务
# S/ I% U$ y0 Y# H* 输入 : 无
' h; V; h/ z! L, P6 _* 输出 : 无
# k( X8 C4 y. A/ \9 }+ t0 Q8 f, O# ^***********************************************************************/- c; j9 R0 R  R2 X% w
void interrupt_timer1() interrupt 3
" A4 c) p, o8 C+ [) m6 q/ B+ F{       - h, u$ ^& V2 M- ^- @" J3 `
      static uint8 rec = 0;# `4 t5 `; I" b3 g) B
      TH1 = 0xfd;                                                                                              4 f8 k) v# ]4 D; R. z9 |0 W
      TL1 = 0Xa8;
- A! x) ?$ Z6 q$ D4 Z8 Z+ a" |) i% ^" z7 X7 Q2 M5 K
* f8 R6 C' n% Q4 m6 k+ w$ \2 q
      switch(rec)                                                                   //往点阵屏填充一列的数据
0 L  x, J/ ?' h       {% Z, V. }1 a4 G, @1 r
            case 0: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[0]]; P2 = 0;break;
' K4 u" N- j: C" ]6 s             case 1: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[1]]; P2 = 1;break;
: Z  O6 f; L" @2 C             case 2: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[2]]; P2 = 2;break;         T" D$ c. u& s- h( j
            case 3: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[3]]; P2 = 3;break;
+ Q+ k. j, _' \; f7 e/ q             case 4: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[4]]; P2 = 4;break;       4 u2 t# v6 \3 ^/ N
            case 5: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[5]]; P2 = 5;break;
/ D0 V/ R& k0 u             case 6: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[6]]; P2 = 6;break;       ! X5 v( ^  `; i# d& T' W7 n2 T$ l" v$ [
            case 7: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[7]]; P2 = 7;break;
3 {& x8 r% Z1 ]! `+ T             case 8: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[8]]; P2 = 8;break;
% Y1 u' Z. u( D2 K# ^% Q             case 9: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[9]]; P2 = 9;break;                1 |- n0 D+ I# g4 e
            case 10: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[10]]; P2 = 10;break;       % }/ L- J* I5 N
            case 11: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[11]]; P2 = 11;break;
5 J, G5 B3 _, k% r/ G0 C             case 12: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[12]]; P2 = 12;break;       7 l5 n6 a$ t% [  t! R) @& W6 i" R4 r
            case 13: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[13]]; P2 = 13;break;             : R# B0 M6 G& w- c* ~
            case 14: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[14]]; P2 = 14;break;
$ C$ ^3 D, ^$ ^+ Z0 ~, |, k             case 15: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[15]]; P2 = 15;break;             8 t1 U; P% }$ A1 P! C
            default:break;
6 Z$ A, }: w8 q1 M, q+ J) O7 \       }7 G2 x. }) P: ~3 r
      rec++;
& O: E! A7 ~, q- y7 Q' y. {       if(rec > 15)" V! E8 C! A: J& n( t  E4 s8 E' U
      {
/ D- i" `3 `; G: f4 [             rec = 0;: v% j$ E: K4 L
      }
* c2 V( y6 c5 M( V: {* t- |}
! O8 e4 j7 [7 B# a$ b4 C/********************************************************************+ A" m: Z- p' e6 Y9 C7 ^) Y
* 名称 : Ad_Control
4 s( Z1 X3 |, B$ b: n* 功能 : 控制采样率. Q+ N, V+ d( y% j) B+ m
* 输入 : 无- {( X$ Q8 f+ q! X" ]
* 输出 : 无( W' ^4 {- f: f4 h" l" W$ ]
***********************************************************************/- i) c0 ^/ b$ I. z  q' M" H
void Ad_Control() interrupt 1
& J; K- O& J) V3 r9 g( H+ A{
7 ?6 {5 \- J5 s1 e       ADC_CONTR = 0xe8;                   //开始AD采集
9 v2 C) @# A+ b* U: {+ M       _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();       1 z7 B% Z' z; F$ C* u+ \
}
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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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