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 V" l: t% \$ k/ Z6 M0 H7 ^- m
原理图是用proteus画的，所以没有Vcc和Gnd标识
8 k% ^8 d" V. b9 J, _2 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
2 U: G9 ^! w- }* Q# {/ A
  Y( b/ r2 ]1 o# [0 S程序如下：

; ~3 a2 w0 n  i3 c* q' 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;
: I! m& r% u1 |7 r3 Q4 m             }" u" h, Q. J' A
            FFT();                      //FFT运算并转换为各频段幅值
1 K  \, w6 z% G/ b; p! Z; d$ [1 H; W. g, v
& V3 ^. e# f" o: O
      }3 ]' D$ H3 k" o3 g! E/ I
}- V7 M9 h, t0 {# j' l2 E$ N
/********************************************************************
& m/ n1 L, v8 Z0 O* 名称 : ADC_Finish
6 e% \* e! V: l+ ~. T5 h* 功能 : ADC转换完成中断服务
* W0 H+ S& m* }; E* 输入 : 无2 c3 `. y1 J) _) B6 W8 B! \" P
* 输出 : 无* w4 n0 W' j1 }9 d+ F
***********************************************************************/
# M, u" o# `4 ~void ADC_Finish() interrupt 5
8 U" h; @6 O( S- r  {# v6 e8 M{6 _/ A$ s$ S5 Q5 I
      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*/
, H" {8 N. d! [6 d       if(ADC_Count <= 127)
% @2 q' ]7 p* E4 {3 K       {
& a+ |, o0 N: T  a. z7 ~             ADC_Count++;          /*自动增量控制*/* I4 ^4 W, L8 O- j% d' ?$ n7 z) N  y
            ADC_CONTR &= !ADC_FLAG;
4 L) t  [4 q. w% ]  p. R6 c* [       }+ F1 q7 D: f  d3 x
      else/ z" ?# G4 V# X. [
      {0 Y/ G: w: F8 S- P) i
            EADC = 0;
( q% s5 W1 P6 L2 W% n% W             TR0  = 0;       5 i" R  k* Q1 x+ L: o$ y+ S0 e
      }                      7 n( p; t& C9 m1 X- n3 f) `1 l4 X6 }
}
& o% W" o3 ~) A8 `$ E) Z/********************************************************************( {( [5 ~& }' P* Z5 v  T
* 名称 : interrupt_timer1. I0 p0 X. K7 k2 L6 P9 C) j) ?
* 功能 : 显示屏幕刷新中断服务
. X3 e2 ~: l  Q* 输入 : 无
9 l1 S% }' G2 V& a- _* 输出 : 无- f; \+ @- e+ O3 J. _
***********************************************************************/6 B/ e# P  P/ ~# z9 @4 [) A( ~
void interrupt_timer1() interrupt 3, |' m# w) W  }3 }' Y/ v) b0 O. f
{       * n5 |" m5 g* d; B3 R; B: D
      static uint8 rec = 0;
& n: L! ?9 w/ w7 i/ g! P$ ^; j8 E5 K       TH1 = 0xfd;
- R. n: b' S$ `6 f! Q' [! n: `9 X       TL1 = 0Xa8;" m, l1 M' t; O6 K1 o  `& v

! r1 y3 }$ _1 D, y
7 }. j; B& Z( E  D! @       switch(rec)                                                                   //往点阵屏填充一列的数据8 ]+ s. I0 D3 O
      {
) v/ c- I/ M; X% N4 N+ j1 D$ P6 T# t             case 0: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[0]]; P2 = 0;break;* o* R, L3 h- u; \; `2 }: N8 T
            case 1: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[1]]; P2 = 1;break;                4 e. A) M; y0 e" w
            case 2: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[2]]; P2 = 2;break;       + Y$ r: }& _; i. ?) E0 E3 @
            case 3: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[3]]; P2 = 3;break;       3 I: U; b2 U9 O5 M: E
            case 4: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[4]]; P2 = 4;break;       , N1 B: Z/ Z8 z/ r3 |, s+ e
            case 5: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[5]]; P2 = 5;break;             ) [. a1 k- Y" L, M$ d
            case 6: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[6]]; P2 = 6;break;       5 H/ O4 S, i3 p$ m
            case 7: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[7]]; P2 = 7;break;
9 B" r1 O! ^; D* H) O             case 8: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[8]]; P2 = 8;break;
# W2 H& s% `! e) U             case 9: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[9]]; P2 = 9;break;
1 d) j- N6 m' ?6 P/ z             case 10: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[10]]; P2 = 10;break;       6 K* ?# O/ }) y- D! M" F8 ?/ [
            case 11: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[11]]; P2 = 11;break;
+ U) o1 h. q8 X; D; w. m             case 12: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[12]]; P2 = 12;break;
! \0 p0 g$ t- W) C( v             case 13: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[13]]; P2 = 13;break;             1 k) n  A, R4 E; r; `
            case 14: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[14]]; P2 = 14;break;
; d. _. v4 {& W0 u" v             case 15: P0 = QTY_TAB[LED_TAB[15]]; P2 = 15;break;             7 B9 a6 L! M% J# }8 Y
            default:break;% c* }; q% i; v! g: K
      }
/ v$ x2 p3 v' E* L+ G4 _       rec++;
; g1 ?  K0 h  W( }+ Z       if(rec > 15)& n( {7 D6 z" g6 _
      {: L5 n0 q" z3 R# g& w
            rec = 0;# f1 b/ C+ {# b' B0 b; m# T
      }- D  [- b; j+ w' X& G! X- s/ X( X
}9 P$ b! y) _1 n- J! E* V; s
/********************************************************************/ v" B# I, ]( F4 k: B
* 名称 : Ad_Control
0 X' ^3 u( c% i2 i0 v2 A% Q* 功能 : 控制采样率
* E  P% S- j- ~  t* 输入 : 无
+ {( a$ i4 Z, H: t8 x, `* 输出 : 无6 z! d6 @* C6 N' c7 D- |, J
***********************************************************************/
  K- \. Z" p4 L: cvoid Ad_Control() interrupt 1
* ?0 I+ H  N$ W/ a: {% J' y1 L{9 o1 _! h7 y# y9 X7 A
      ADC_CONTR = 0xe8;                   //开始AD采集
4 d& }; K4 t# l$ a$ Q+ O       _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
/ \- Z6 @- R. E9 p& C} 0 v9 H3 N8 X% O4 g6 ^& B

; \0 [& B; H- `- {, z$ W( g
下载：
8 ?, Z- O- C2 t5 {1 a0 G9 r( H
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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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