思路：外来音频信号经过51单片机，在单片机中进行频谱分析，并将结果显示在LCD(12864或1602)上
要求：频谱显示如同千千静听播放音乐时的频谱显示
希望各位高手能给出详细的解决方案，感激。。。。。。
51做FFT有些困难，可以使用增强型（RAM）的51机子进行
参考程序：
#include<STC12C5A.H>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define channel 0x01 //设置AD通道为 P1.1
//---------------------------------------------------------------------
sbit SDA_R=P1^2;
sbit SDA_R_TOP=P1^3;
sbit SDA_G=P1^4;
sbit SDA_G_TOP=P1^5;
sbit STCP=P1^6;
sbit SHCP=P1^7;
//---------------------------------------------------------------------
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
//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
};
uchar COUNT=0,COUNT1=0,ADC_Count=0,LINE=15,G,T;
uchar i,j,k,b,p;
int Temp_Real,Temp_Imag,temp; // 中间临时变量
uint TEMP1;
int xdata Fft_Real[128];
int xdata Fft_Image[128]; // fft的虚部
uchar xdata LED_TAB2[64]; //记录 漂浮物 是否需要 停顿一下
uchar xdata LED_TAB[64]; //记录红色柱状
uchar xdata LED_TAB1[64]; //记录 漂浮点
void Delay(uint a)
{
while(a--);
}
void FFT()
{ //uchar X;
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，，第二级
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) 基二fft */
{
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;
}
}
}
// X=((((Fft_Real[1]* Fft_Real[1]))+((Fft_Image[1]*Fft_Image[1])))>>7);
Fft_Real[0]=Fft_Image[0]=0; //去掉直流分量
// Fft_Real[63]=Fft_Image[63]=0;
for(j=0;j<64;j++)
{
TEMP1=((((Fft_Real[j]* Fft_Real[j]))+((Fft_Image[j]*Fft_Image[j])))>>1);//求功率
if(TEMP1>1)TEMP1--;
else TEMP1=0;
if(TEMP1>31)TEMP1=31;
if(TEMP1>(LED_TAB[j]))LED_TAB[j]=TEMP1;
if(TEMP1>(LED_TAB1[j]))
{ LED_TAB1[j]=TEMP1;
LED_TAB2[j]=18; //提顿速度=12
}
}
}
void Init()
{
//-----------------------------------------------------------------------------------
P1ASF = 0x02; //0000,0010, 将 P1.1 置成模拟口
AUXR1 &=0xFB; //1111,1011, 令 ADRJ=0
EADC=1; //AD中断打开
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDHH | ADC_START | channel;
//1110 1001 1打开 A/D （ADC_POWER）转换电源；11速度为70周期一次；
//0中断标志清零；1启动adc(ADC_START);001AD通道打开（这里为P1.1）;
//-----------------------------------------------------------------------------------
P2M0=1;
P0M0=1;
TMOD=0X12;
TH0=0x30; //大约20K的采样率（要完整频段需40K以上。但音频中10k以下居多，故本人选择20K采样，美观些）
TL0=0x30;
TH1=0xEE;
TL1=0XC0;
ET0=1; //定时器0 打开
TR0=0; //关闭定时器
ET1=1;
TR1=1;
PT1=0;
PT0=1;
IPH=PADCH;
IP=PADC; //中断优先级
EA=1; //总中断打开
}
void ADC_Finish() interrupt 5
{ ADC_CONTR &= !ADC_FLAG;
Fft_Real[LIST_TAB[ADC_Count]]=(int)((ADC_RES)<<1)+(ADC_RESL>>1)-256;//-512; //按LIST_TAB表里的顺序，进行存储 采样值,,
// ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDHH| ADC_START | channel; // 为了采集负电压，采用 偏置采集。电压提高到1/2 vcc，，所以要减去256
if(ADC_Count<=127)ADC_Count++;
else {EADC=0;TR0=0;}
}
void LED_Display() interrupt 3 //中断一次 显示一行。。。
{
TH1=0xF3;
TL1=0X00;
for (G=0;G<64;G++) //往点阵屏填充 一行的 数据
{
if(LED_TAB[G]<=LINE+16)SDA_R_TOP=1;
else SDA_R_TOP=0;
if(LED_TAB[G]<=LINE)SDA_R=1;
else SDA_R=0;
if(LED_TAB1[G]==LINE){SDA_G_TOP=1;SDA_G=0;}
else if(LED_TAB1[G]==(LINE+16)){SDA_G_TOP=0;SDA_G=1;}
else SDA_G=SDA_G_TOP=1;
SHCP=1;SHCP=0;
}
STCP=1;STCP=0;
P2=15-LINE;
if(LINE>0)LINE--;
else LINE=15;
//////////////////////////
if(LED_TAB[COUNT]>0)LED_TAB[COUNT]--; //柱状递减，
COUNT++;
if(LED_TAB[COUNT]>0)LED_TAB[COUNT]--;
COUNT++;
if(LED_TAB[COUNT]>0)LED_TAB[COUNT]--;
COUNT++;
if(LED_TAB[COUNT]>0)LED_TAB[COUNT]--;
COUNT++;
if(LED_TAB[COUNT]>0)LED_TAB[COUNT]--; //柱状递减，
COUNT++;
if(LED_TAB[COUNT]>0)LED_TAB[COUNT]--;
COUNT++;
if(LED_TAB[COUNT]>0)LED_TAB[COUNT]--;
COUNT++;
if(LED_TAB[COUNT]>0)LED_TAB[COUNT]--;
COUNT++;
if(COUNT>=64)COUNT=0;
//漂浮物递减
if(LED_TAB2[COUNT1]==0) //判断是否需要停顿
{
if(LED_TAB1[COUNT1]>LED_TAB[COUNT1])LED_TAB1[COUNT1]--;//大于柱状则递减（保持漂浮物在柱状之上）
}
else LED_TAB2[COUNT1]--;
COUNT1++;
if(LED_TAB2[COUNT1]==0)
{
if(LED_TAB1[COUNT1]>LED_TAB[COUNT1])LED_TAB1[COUNT1]--;
}
else LED_TAB2[COUNT1]--;
COUNT1++;
if(LED_TAB2[COUNT1]==0) //判断是否需要停顿
{
if(LED_TAB1[COUNT1]>LED_TAB[COUNT1])LED_TAB1[COUNT1]--;//大于柱状则递减（保持漂浮物在柱状之上）
}
else LED_TAB2[COUNT1]--;
COUNT1++;
if(LED_TAB2[COUNT1]==0)
{
if(LED_TAB1[COUNT1]>LED_TAB[COUNT1])LED_TAB1[COUNT1]--;
}
else LED_TAB2[COUNT1]--;
COUNT1++;
if(COUNT1>=64)COUNT1=0;
}
void Ad_Control() interrupt 1 //控制采样率
{
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDHH| ADC_START | channel; //开始AD采集
}
//==============================================================================================================
// ******************* main() *********************************
//===============================================================================================================
void main()
{
Init();
while(1)
{
ADC_Count=0;
TR0=1;
EADC=1; //开启定时器中断0，，开启ADC
while(ADC_Count<128);
FFT();
//FFT运算。并转换为 功率值。。。
// TR1=1;
}
}