51单片机音乐频谱程序+电路设计

ID:312016 · 发表于 2019-11-24 21:03

单片机源程序如下:

#include "src\STC12C5A.h"
#include <intrins.h> //51基本运算（包括_nop_空函数）
#include <math.h>
#include "src\Define.h"
///////全局变量///////
uchar data DelayTime=9;
uchar data gain=6,tt=0;
uchar idata refreshflag[40];
uchar data LEDBuf[35]; //15列；从左到右；亮的位为真（1）；
#include "src\ADC.c"
#include "src\fft.h"
uchar code ax[]={0,0,0,0,0,0,0,0, //“爱心”图标数组
0,0,0,0,0,0,0,0,
0x00,0x00,0x00,0x70,0xF8,0xFC,0xFE,0x7F,0x7F,0x7F,0xFE,0xFC,0xF8,0x70,0x00,0x00,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
};
void Delays(uint t) //延时函数
{
uint j;
while(--t)
{
for(j=0;j<5;j++);
}
}
void IOINIT() //初始化IO口工作模式
{
P0M1 = 0x00; P0M0 = 0xff; P0=0; //点阵列（Y）（L:OFF； H，H+:ON,ON+;）
P1M1 = B(01000011); P1M0 = B(00110000);P1=B(10111111); //(P17@（高阻，IN）&P16@（高阻，IN） ... P11@(高阻，IN)AD2;P10@(高阻，IN)AD1;
P2M1 = B(00000000); P2M0 = B(11111111);P2=0; //点阵行（X0（Left））（L:OFF； H，H+:ON,ON+;）
P3M1 = B(00000000); P3M0 = B(11111111);P3=0; //点阵行（X1（Right））（L:OFF； H，H+:ON,ON+;）
P1ASF =B(00000011); //将P10,P11的IO设置为模拟输入功能；
}
void BufToLED_Refresh() //把LEDBuf的数值数据传到P0,通过LED显示出来
{
uchar data i; //定义循环变量i
uint temp=0x7fff; //定义temp
for(i=0;i<32;i+=2) //循环16次操作
{
P0=0x00; //P0输出低电平
P2=temp/256; //P2为前8位
P3=temp%256; //P3为后8位
P0=~LEDBuf[i]; //调用LEDBuf数组取反
Delays(DelayTime); //延时一下
P2=0xff; //消隐
P3=0xff; //消隐
temp>>=1; //右移一位
temp|=0x8000; //目的是为从左到右依次允许点亮LED(列)提供条件
}
}
void LOVE() //“爱心”图标显示
{
uchar data i; //定义循环变量i
uint temp=0x7fff; //定义temp
for(i=0;i<16;i++) //循环16次操作
{
P0=0x00; //P0输出低电平
P2=temp/256; //P2为前8位
P3=temp%256; //P3为后8位
P0=ax[i+tt]; //调用“爱心”图标数据
Delays(DelayTime); //延时一下
P2=0xff; //消隐
P3=0xff; //消隐
temp>>=1; //右移一位
temp|=0x8000; //目的是为从左到右依次允许点亮LED(列)提供条件
}
}
void Timer_INT() //定时器初始化
{
TMOD = 0x10; //高4位控制T/C1
EA = 1; //开总中断
TH1 = 0x00; //16位计数寄存器T1高8位
TL1 = 0x00; //16位计数寄存器T1低8位
ET1 = 1; //T/C1中断开
TR1 = 1; //T/C1启动
}
void ax_xs() //爱心显示
{
uint pp=4000; //定义pp=4000
while(pp--) //如果PP减1后为真(即pp减1后不为0,直到pp=0才跳出while循环)
{
if(pp%250==0) //如果PP/250,余数为0(即pp能被250整除)
{
tt++; //tt加1
}
LOVE(); //“爱心”图标显示
}
pp=4000; //pp重新赋值0
while(pp--) //如果PP减1后为真(即pp减1后不为0,直到pp=0才跳出while循环)
{
LOVE(); //“爱心”图标显示
}
pp=4000; //pp重新赋值0
while(pp--) //如果PP减1后为真(即pp减1后不为0,直到pp=0才跳出while循环)
{
if(pp%250==0) //如果PP/250,余数为0(即pp能被250整除)
{
tt++; //tt加1
}
LOVE(); //“爱心”图标显示
}
}
void Main() //主函数入口
{
uint data Count=700; //定义变量Count
uchar data i,Cgain,num=0; //定义变量 i,Cgain,num
IOINIT(); //初始化IO口工作模式
ax_xs(); //爱心显示
InitADC(); //ADC初始化
Timer_INT(); //定时器初始化
while(1) //主循环
{
for(i=0;i<65;i++) //for循环操作65次(读取64次ADC转换结果)
{
dd[i].real=(GetADCResult(0)+GetADCResult(1))<<gain;
//读取 ad 结果并放大 2 的 gain（变量）次方，然后给 FFT 算法的缓存区赋值
}
processfft(); //傅立叶变化及处理
if(dd[2].real<32) //如果读取到的AD结果<32(即音频幅度太小)
{
if(++Count==300) //电平值过小，则降低gain，减少噪音的电平显示
{
Count=0; //Count清0
gain=6; //gain=6
}
}
else //否则在AD结果在正常音频范围
{
Count=1; //Count赋值1(为下次的音频幅度太小做准备)
if(++num==0xAF) //播放时，Auto gain；
{
num=0; //num清0
/*自动增益的作用: 当输入的音频信号的音量变大或变小时，采样的 AD 值幅度也会有相应趋势的变化，
于是根据这个值自动调节 AD 值放大的倍数，维持在一定的范围内，从而使显示的效果最好，
不会出现满屏或者空屏的现象*/
//自动增益；Automatic gain;
Cgain=dd[2].real/32;
if(7<Cgain<=8)
{
gain=4; //4
}
else if(4<Cgain<=6)
{
gain=5; //5
}
else if(2<Cgain<=4)
{
gain=6; //6
}
else
{
gain=7; //7
}
}
}
}
}
void LEDRefresh_INT() interrupt 3 //定时器中断服务函数
{
TH1 = 0x8A; //定时15ms
TL1 = 0xD0; //定时时间越小显示越清楚,但是频谱变化越缓慢
//反之......大....抖动大.....频谱变化越快
BufToLED_Refresh(); //把LEDBuf的数值数据传到P0,通过LED显示出来
//刷新显示缓存区数据来点亮点阵屏
}