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FFT-LED算法led频谱显示

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楼主
ID:95540 发表于 2015-11-12 17:15 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
FFT-LED算法led频谱显示，抄自网路
  1. //电脑音量推荐设置为40%，手机及MP4等要高一些
  2. #include <STC12C5A60S2.h>
  3. #include<intrins.h>

  5. /********************************************************************/
  6. #define SAMPLE_NUM 128
  7. #define LOG 6
  8. #define TIME 2048           //中断
  9. #define FFT_OUT_MIN 0
  10. #define FFT_OUT_MAX        7       
  11. #define OFF L1=L2=L3=L4=L5=L6=L7=L8=L9=L10=L11=L12=L13=L14=L15=L16=L17=L18=L19=L20=L21=L22=L23=L24=1;
  12. #define ADC_POWER   0x80            //ADC power control bit
  13. #define ADC_FLAG    0x10            //ADC complete flag
  14. #define ADC_START   0x08            //ADC start control bit
  15. //#define ADC_SPEEDLL 0x00            //420 clocks
  16. //#define ADC_SPEEDL  0x20            //280 clocks
  17. #define ADC_SPEEDH  0x40            //140 clocks
  18. //#define ADC_SPEEDHH 0x60            //70 clocks

  20. /********************************************************************/
  21. //采样存储序列表
  22. unsigned char code BRTable[SAMPLE_NUM] ={0, 64, 32, 96, 16, 80, 48, 112,
  23. 8, 72, 40, 104, 24, 88, 56, 120,
  24. 4, 68, 36, 100, 20, 84, 52, 116,
  25. 12, 76, 44, 108, 28, 92, 60, 124,
  26. 2, 66, 34, 98, 18, 82, 50, 114,
  27. 10, 74, 42, 106, 26, 90, 58, 122,
  28. 6, 70, 38, 102, 22, 86, 54, 118,
  29. 14, 78, 46, 110, 30, 94, 62, 126,
  30. 1, 65, 33, 97, 17, 81, 49, 113,
  31. 9, 73, 41, 105, 25, 89, 57, 121,
  32. 5, 69, 37, 101, 21, 85, 53, 117,
  33. 13, 77, 45, 109, 29, 93, 61, 125,
  34. 3, 67, 35, 99, 19, 83, 51, 115,
  35. 11, 75, 43, 107, 27, 91, 59, 123,
  36. 7, 71, 39, 103, 23, 87, 55, 119,
  37. 15, 79, 47, 111, 31, 95, 63, 127};
  38. char code sin_tabb[SAMPLE_NUM] = {0, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 59, 65, 70, 75, 80, 85, 89, 94, 98, 102,

  40. 105, 108, 112, 114, 117, 119, 121, 123, 124, 125, 126, 126, 126, 126, 126, 125, 124, 123, 121, 119, 117, 114, 112,

  42. 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,

  44. -36, -42, -48, -54, -59, -65, -70, -75, -80, -85, -89, -94, -98, -102, -105, -108, -112, -114, -117, -119, -121,

  46. -123, -124, -125, -126, -126, -126, -126, -126, -125, -124, -123, -121, -119, -117, -114, -112, -108, -105, -102,

  48. -98, -94, -89, -85, -80, -75, -70, -65, -59, -54, -48, -42, -36, -30, -24, -18, -12, -6};                        
  49. char code cos_tabb[SAMPLE_NUM] = {127, 126, 126, 125, 124, 123, 121, 119, 117, 114, 112, 108, 105, 102, 98, 94,

  51. 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,

  53. -65, -70, -75, -80, -85, -89, -94, -98, -102, -105, -108, -112, -114, -117, -119, -121, -123, -124, -125, -126, -

  55. 126, -126, -126, -126, -125, -124, -123, -121, -119, -117, -114, -112, -108, -105, -102, -98, -94, -89, -85, -80,

  57. -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,

  59. 75, 80, 85, 89, 94, 98, 102, 105, 108, 112, 114, 117, 119, 121, 123, 124, 125, 126, 126};
  60. xdata unsigned char result[128];
  61. xdata unsigned char temp[128];
  62. xdata unsigned char num[128];
  63. unsigned char anum,timernum,timernum2,lednum3,Ltime,t;//用于分离
  64. unsigned char lednum[]={0x01,0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x3f,0x7f,0xff};//0-7的显示数组  P2组控制
  65. int xdata FftReal[SAMPLE_NUM];
  66. int xdata FftImage[SAMPLE_NUM];

  68. unsigned char code musicdisplay[]={
  69.         0x00,0x00,
  70.         0xFE,0x40,0x30,0x40,0xFE,0x00, // -M-
  71.         0xFC,0x02,0x02,0x02,0xFC,0x00, // -U-
  72.         0x64,0x92,0x92,0x92,0x4C,0x00, // -S-
  73.         0x00,0x82,0xFE,0x82,0x00,0x00, // -I-
  74.         0x7C,0x82,0x82,0x82,0x44,0x00, // -C-
  75.         0x00,0x00,0x00,
  76.         0xFE,0x82,0x82,0x82,0x7C,0x00, // -D-
  77.         0x00,0x82,0xFE,0x82,0x00,0x00, // -I-
  78.         0x64,0x92,0x92,0x92,0x4C,0x00, // -S-
  79.         0xFE,0x90,0x90,0x90,0x60,0x00, // -P-
  80.         0xFE,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00, // -L-
  81.         0x3E,0x48,0x88,0x48,0x3E,0x00, // -A-
  82.         0xC0,0x20,0x1E,0x20,0xC0,0x00, // -Y-
  83.         0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
  84.         0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
  85.         0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
  86.         0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
  87.         0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
  88. /********************************************************************/
  89. #define LED P2
  90. #define pwm 9

  92. sbit L24=P3^2;
  93. sbit L23=P3^1;
  94. sbit L22=P3^0;
  95. sbit L21=P4^7;
  96. sbit L20=P1^7;
  97. sbit L19=P1^6;
  98. sbit L18=P1^5;
  99. sbit L17=P1^4;
  100. sbit L16=P3^3;
  101. sbit L15=P3^4;
  102. sbit L14=P3^5;
  103. sbit L13=P3^6;
  104. sbit L12=P3^7;
  105. sbit L11=P0^2;
  106. sbit L10=P0^1;
  107. sbit L9=P0^0;
  108. sbit L8=P0^3;
  109. sbit L7=P0^4;
  110. sbit L6=P0^5;
  111. sbit L5=P0^6;
  112. sbit L4=P0^7;
  113. sbit L3=P4^6;
  114. sbit L2=P4^5;
  115. sbit L1=P4^4;
  116. /********************************************************************/
  117. void delay(unsigned char a)
  118. {
  119.         unsigned int i;
  120.         while(--a)
  121.                 for(i=0;i<50;i++);                                    
  122. }
  123. /********************************************************************/
  124. void off()
  125. {
  126.         LED = 0x00;
  127.         OFF
  128. //        delay(10-pwm);
  129. }
  130. /********************************************************************/
  131. void display(unsigned char i,unsigned char dat)
  132. {
  133.         P2=dat;
  134.         switch(i)
  135.         {
  136.                 case 1:L1=0;break;
  137.                 case 2:L2=0;break;
  138.                 case 3:L3=0;break;
  139.                 case 4:L4=0;break;
  140.                 case 5:L5=0;break;
  141.                 case 6:L6=0;break;
  142.                 case 7:L7=0;break;
  143.                 case 8:L8=0;break;
  144.                 case 9:L9=0;break;
  145.                 case 10:L10=0;break;
  146.                 case 11:L11=0;break;
  147.                 case 12:L12=0;break;
  148.                 case 13:L13=0;break;
  149.                 case 14:L14=0;break;
  150.                 case 15:L15=0;break;
  151.                 case 16:L16=0;break;
  152.                 case 17:L17=0;break;
  153.                 case 18:L18=0;break;
  154.                 case 19:L19=0;break;
  155.                 case 20:L20=0;break;
  156.                 case 21:L21=0;break;
  157.                 case 22:L22=0;break;
  158.                 case 23:L23=0;break;
  159.                 case 24:L24=0;break;
  160.         }
  161.         delay(pwm);
  162.         off();
  163. }
  164. /********************************************************************/
  165. void show_musicdisplay()
  166. {
  167.         unsigned char a,b,c;
  168.         for(c=0;c<80;c++)
  169.                 for(b=12;b>0;b--)
  170.                            for(a=1;a<25;a++)
  171.                                 display(a,musicdisplay[a-1+c]);
  172. }
  173. /********************************************************************/            
  174. void FFT_process()                          //下落迟滞
  175. {
  176.         unsigned char i;
  177.         for(i=0;i<24;i++)
  178.         {       
  179.                 if(result[i] < temp[i])
  180.                 {
  181.                         num[i]++;
  182.                         if(num[i] == 1)
  183.                         {
  184.                                 if(temp[0]==0&&temp[1]==0&&temp[2]==0&&temp[3]==0&&temp[4]==0&&temp[5]==0&&temp[6]==0&&temp[7]==0&&temp[8]==0&&temp[9]==0&&temp[10]==0&&temp[11]==0&&temp[12]==0&&temp[13]==0&&temp[14]==0&&temp[15]==0&&temp[16]==0&&temp[17]==0&&temp[18]==0&&temp[19]==0&&temp[20]==0&&temp[21]==0&&temp[22]==0&&temp[23]==0&&temp[24]==0);
  185.                                 else
  186.                                 {
  187.                                         result[i] = --temp[i];
  188.                                         num[i] = 0;
  189.                                 }
  190.                         }
  191.                 }
  192.                 else
  193.                         num[i] = 0;               
  194.         }
  195. }
  196. /********************************************************************/
  197. void disp()
  198. {
  199. //        unsigned char i,j,buff;
  200.         timernum++;
  201.         if(timernum == 25)
  202.                 timernum = 1;
  203.            OFF
  204.         FFT_process();
  205.         /*for(i=0;i<16;i++)
  206.                 for(j=i+1;j<16;j++)
  207.                         if(result[j] > result[i])
  208.                         {
  209.                                 buff = result[i];
  210.                                 result[i] = result[j];
  211.                                 result[j] = buff;
  212.                         }*/                                          
  213.         switch(timernum)
  214.         {
  215.                 case 1:anum = result[0];L1=0;break;
  216.                 case 2:anum = result[1];L2=0;break;
  217.                 case 3:anum = result[2];L3=0;break;
  218.                 case 4:anum = result[3];L4=0;break;
  219.                 case 5:anum = result[4];L5=0;break;
  220.                 case 6:anum = result[5];L6=0;break;
  221.                 case 7:anum = result[6];L7=0;break;
  222.                 case 8:anum = result[7];L8=0;break;
  223.                 case 9:anum = result[8];L9=0;break;
  224.                 case 10:anum = result[9];L10=0;break;
  225.                 case 11:anum = result[10];L11=0;break;
  226.                 case 12:anum = result[11];L12=0;break;
  227.                 case 13:anum = result[12];L13=0;break;
  228.                 case 14:anum = result[13];L14=0;break;
  229.                 case 15:anum = result[14];L15=0;break;
  230.                 case 16:anum = result[15];L16=0;break;
  231.                 case 17:anum = result[16];L17=0;break;
  232.                 case 18:anum = result[17];L18=0;break;
  233.                 case 19:anum = result[18];L19=0;break;
  234.                 case 20:anum = result[19];L20=0;break;
  235.                 case 21:anum = result[20];L21=0;break;
  236.                 case 22:anum = result[21];L22=0;break;
  237.                 case 23:anum = result[22];L23=0;break;
  238.                 case 24:anum = result[23];L24=0;break;
  239.         }
  240.         if(anum >= 8)
  241.                 anum = FFT_OUT_MAX;
  242.         LED = lednum[anum];
  243. }
  244. /********************************************************************/
  245. void ADC_init()
  246. {
  247.         P1ASF = 0x01;                   //Open 8 channels ADC function
  248.     ADC_RES = 0;                    //Clear previous result
  249.         ADC_RESL= 0;
  250.     ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDH;
  251.     delay(5);                       //ADC power-on and delay      
  252. }
  253. /********************************************************************/
  254. float ADC_read()
  255. {
  256. //delay(10);       
  257.     ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDH  | ADC_START;
  258.     _nop_();                        //至少要延时4个时钟周期
  259.     _nop_();
  260.     _nop_();
  261.     _nop_();
  262.         _nop_();
  263.     while (!(ADC_CONTR & ADC_FLAG));//Wait complete flag
  264.     ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG;         //关闭ADC
  265.     return (ADC_RES*4+ADC_RESL);                 //Return ADC result
  266. }
  267. /********************************************************************/
  268. short sqrt_16(unsigned long M)   
  269. {
  270.     unsigned int N,i;
  271.     unsigned long tmp,ttp;
  272.     if( M == 0 )            
  273.         return 0;   
  274.     N = 0;  
  275.     tmp = (M >> 30);        
  276.     M <<= 2;
  277.     if( tmp > 1 )            
  278.     {
  279.         N++;               
  280.         tmp -= N;
  281.     }   
  282.     for( i=15; i>0; i-- )   
  283.     {
  284.         N <<= 1;                  
  285.         tmp <<= 2;
  286.         tmp += (M >> 30);         
  287.         ttp = N;
  288.         ttp = (ttp<<1)+1;        
  289.         M <<= 2;
  290.         if( tmp >= ttp )   
  291.         {
  292.             tmp -= ttp;
  293.             N ++;
  294.         }      
  295.     }   
  296.     return N;
  297. }
  298. /********************************************************************/
  299. void FFT()
  300. {
  301.     register unsigned char i,bb,j,k,p;
  302.     register short TR,TI,temp;
  303.     unsigned long ulReal,ulImage;                             
  304.         unsigned char max;
  305.                                                                   
  306.     for(i=0;i<SAMPLE_NUM;i++)         
  307.     {
  308.                 FftReal[BRTable[i]] = ADC_read();
  309.         FftImage[i] = 0;
  310.     }        

  312.     for(i=1;i<=LOG;i++)                        
  313.     {
  314.         bb=1;
  315.         bb <<= (i-1);                                      
  316.         for(j=0;j<=bb-1;j++)                           
  317.         {
  318.             p=1;
  319.             p <<= (LOG-i);           
  320.             p = p*j;
  321.             for(k=j;k<SAMPLE_NUM;k=k+2*bb)               
  322.             {
  323.                 TR=FftReal[k];TI=FftImage[k];temp=FftReal[k+bb];
  324.                 FftReal[k]=FftReal[k]+((FftReal[k+bb]*cos_tabb[p])>>7)+((FftImage[k+bb]*sin_tabb[p])>>7);
  325.                 FftImage[k]=FftImage[k] - ((FftReal[k+bb]*sin_tabb[p])>>7)+((FftImage[k+bb]*cos_tabb[p])>>7);
  326.                 FftReal[k+bb]=TR-((FftReal[k+bb]*cos_tabb[p])>>7)-((FftImage[k+bb]*sin_tabb[p])>>7);
  327.                 FftImage[k+bb]=TI+((temp*sin_tabb[p])>>7)-((FftImage[k+bb]*cos_tabb[p])>>7);
  328.                
  329.                 FftReal[k] >>= 1;            
  330.                 FftImage[k] >>= 1;
  331.                 FftReal[k+bb] >>= 1;                 
  332.                 FftImage[k+bb] >>= 1;                                                                              
  333.             }  
  334.         }
  335.     }

  337.    for(i=0;i<24;i++)
  338.     {  
  339.         ulReal = FftReal[i+1];
  340.         ulReal *= ulReal;
  341.         ulImage = FftImage[i+1];
  342.         ulImage *= ulImage;      
  343.         result[i] = sqrt_16(ulReal+ulImage);                                                                 
  344.                     
  345.     }
  346. /*        for(i=0;i<17;i++)
  347.     {
  348.                 while(result[i] > FFT_OUT_MAX)
  349.                 {
  350.                 for(i=0;i<17;i++)
  351.              {                        
  352.                         result[i] =result[i] -1;      
  353.                   }
  354.             }
  355.         }         */
  356.         while(result[i] == FFT_OUT_MIN)
  357.                 {
  358.                 for(i=0;i<24;i++)
  359.              {                        
  360.                         result[i] =result[i] +1;      
  361.                   }
  362.             }
  363.         for(i=0;i<24;i++)
  364.         {
  365.                 if(result[i] > FFT_OUT_MAX)
  366.                 {
  367.                         result[i] = FFT_OUT_MAX;      
  368.                         if(result[i] > max)
  369.                 max = result[i];
  370.                 }
  371.         }
  372.         //局部增益        */        /*                       
  373.                 /*if(max >= 4)               
  374.                 for(i=1;i<24;i++)
  375.                         if(result[i] >= 2)
  376.                                 result[i]+=1;          */
  377.                                                                  
  378. }
  379. /********************************************************************/            
  380. void init()
  381. {
  382.         P2M0=0XFF;
  383.         P2M1=0X00;
  384.         P3M0=0XFF;
  385.         P3M1=0X00;
  386.         P1M0=0XFE;
  387.         P1M1=0X01;
  388.         P4SW=0x70;

  390.         ADC_init();
  391.         //AUXR |= 0x80;                //定时器时钟1T模式
  392.         TMOD=0x01;
  393.         TH0=(65535-TIME)/256;
  394.         TL0=(65535-TIME)%256;
  395.     EA=1;
  396.         ET0=1;               
  397.         show_musicdisplay();  
  398.         TR0=1;
  399. }
  400. /********************************************************************/
  401. void main()
  402. {
  403.         init();
  404.     while(1)          
  405.         FFT();
  406. }
  407. /********************************************************************/
  408. void timer0() interrupt 1
  409. {
  410.         unsigned char i;
  411.         t++;
  412.         if(t == 24)
  413.         {
  414.                 for(i=0;i<24;i++)
  415.                         temp[i] = result[i];
  416.                 t = 0;
  417.         }                                  
  418.         disp();
  419.         TH0=(65535-TIME)/256;       
  420.         TL0=(65535-TIME)%256;
  421. }
  422. /********************************************************************/
复制代码


显示器, 单片机

FFT-LED.rar

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沙发
ID:95809 发表于 2015-11-21 08:34 来自手机 | 只看该作者
试过，编译通不过，需要加上一条宏指令。
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板凳
ID:95809 发表于 2015-11-26 13:58 来自手机 | 只看该作者
制作成功，谢谢资料
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地板
ID:101451 发表于 2016-7-9 18:47 | 只看该作者
下载试试
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5#
ID:88643 发表于 2016-7-14 13:23 来自手机 | 只看该作者
看看。
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6#
ID:141649 发表于 2016-10-8 11:11 来自手机 | 只看该作者
用什么做显示的？
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7#
ID:155340 发表于 2016-12-22 08:44 来自手机 | 只看该作者
不错。。。。
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8#
ID:159371 发表于 2017-1-2 15:45 | 只看该作者
HENHAO
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9#
ID:148342 发表于 2017-1-2 15:54 | 只看该作者
收藏了 能用到
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10#
ID:432687 发表于 2019-5-5 02:32 来自手机 | 只看该作者
完美 一 直在寻找它很长一段时间！ 谢谢你的分享。
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11#
ID:402142 发表于 2023-4-25 10:54 | 只看该作者
非常需要这个源码！感谢技术大牛！
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12#
ID:433219 发表于 2023-4-26 18:46 | 只看该作者
FFT-LED算法 就显示跳跳跳来看么？？？
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13#
ID:38792 发表于 2023-5-22 09:37 | 只看该作者
看了很多人做的，都是用FFT算法，而每个人写的又大同小异。有没有使用硬件实现的。那个古老的高级音响是如何实现的，会不会是用的带通滤波器阵列。
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14#
ID:1017706 发表于 2023-9-15 17:28 | 只看该作者
gaoyang9992006 发表于 2023-5-22 09:37
看了很多人做的，都是用FFT算法，而每个人写的又大同小异。有没有使用硬件实现的。那个古老的高级音响是如 ...

只能算法部分用硬件
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15#
ID:1017706 发表于 2023-9-15 17:28 | 只看该作者
要吧用来测试一下
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16#
ID:774081 发表于 2024-1-5 16:29 | 只看该作者
用过的说说波形是否真实啊？楼主贴的是查表法，我用实时计算法弄了一个FFT频谱，发现不真实，输入各段频率，看幅值对应不够理想，没有远古高级音响那样动感十足、灵敏又不乱跳的效果。
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