STM32音乐频谱分析

1、精品文档STM32 音乐频谱分析2011-12-11 03:06:03|分类：制作类 |标签： | 举报 | 字号大中小订阅呵呵，在昨天的基础上，进行了改进。采样频率为12.3Khz ， 256 点 FFT。视频：其实这玩意不难做，音频信号采集，我的方法是将电脑出来的信号用TDA2822放大，然后给单片机AD口，剩下就是软件上的了。说起 TDA2822，还是挺不错的一款功率放大芯片，本只想用来做信号放大用的，但baidu 了下它和看它的数据手册，都多用来做小功率功放。呵呵，那就也做一个吧。TDA2822的典型应用电路如下：这电路很普通，没什么特别，参数也不用调整，直接搭出来，就正常的工作。1欢

2、迎下载精品文档接下来就是将放大后的信号给单片机，这里问题就来了，电路中C4， C5 是干什么，给单片机的话要不要加？于是开始baidu ，google ，但没找到合适解答，于是翻了翻模电书，里面还真讲到功率放大器，TDA2822 是 OTL功放，输出电容起耦合作用，因为OTL功放在在静态时输出端都会有Vcc/2 伏的输出，这样会搞坏喇叭，所以需要加个电容，隔离。单片机处理的话就不用输出电容了。如果用示波器一看，结果就很明显，如下图，下面的信号是加了电容，上面是没加。做好电路后理所当然的准备将功放输出端接到单片机上，但突然一想，不对啊，功放我给11.1V 供电，那输出不就有5V 左右电压？而 S

3、TM32是 3.3V ！ 不烧了才怪！幸好 TDA2822工作电压范围在1.812V 间，所以就给它3.3V 行了。这样一来基本就没问题了。第二个的输出电容还是保留，作个对比。2欢迎下载精品文档好了，接下来就是程序了。首先就得确定采样率，就是间隔多久采一个点。刚开始不是很懂，用的40kHz，也成，但要是做音频频谱分析没必要那么高了。这里有些资料：音频的频率范围及表现力度音频的频率范围、音质的评价标准一般认为20Hz20kHz 是人耳听觉频带，称为“声频 ”。这个频段的声音称为“可闻声 ”，高于 20kHz 的称为“超声 ”，低于 20Hz 的称为 “次声 “。所谓声音的质量，是指经传输、处理后

4、音频信号的保真度。目前，业界公认的声音质量标准分为4 级，即：数字激光唱盘CD-DA质量，其信号带宽为10Hz20kHz；调频广播FM质量，其信号带宽为20Hz15kHz；调幅广播AM质量，其信号带宽为50Hz7kHz；电话的话音质量，其信号带宽为200Hz3400Hz。可见，数字激光唱盘的声音质量最高，电话的话音质量最低。除了频率范围外，人们往往还用其它方法和指标来进一步描述不同用途的音质标准。音频频率范围一般可以分为四个频段，即：低频段（ 30150HZ）；中低频段（ 30 150HZ）；中低频（ 150500HZ）；中高频段（ 500 5000HZ）；高频段（ 5000 20kHZ）。3

5、0150HZ频段：能够表现音乐的低频成分，使欣赏者感受到强劲有力的动感。150 500HZ频段：能够表现单个打击乐器在音乐中的表现力，是低频中表达力度的部分。500 5000HZ 频段：主要表达演唱者或语言的清淅度及弦乐的表现力。5000 20kHZ 频段：主要表达音乐的明亮度，但过多会使声音发破。-所以我选则12kHz 左右的采样率。3欢迎下载精品文档下面的 DSP_Lib 文件夹就是ST 公司提供的DSP库。 FFT，PID 等都是用汇编写的。将 ST 提供的 FFT 表加载到内存中，速度是快一些，1024 点只需 1.7ms 左右，我觉得效率算是蛮高了。接下来就是代码了：#include

6、 <stm32f10x_lib.h>。4欢迎下载精品文档#include <math.h>#include "stm32_dsp.h"#include "table_fft.h"#include "sys.h"#include "usart.h"#include "delay.h"#include "timer.h"#include "LED.h"#include "ADC.h"#include "32

7、64LED.h"#define NPT 256/ FFT point#define FAST1/指示条下落速度#define SLOW50/绿点下落速度#define STOP35/绿点停顿速度u16 TableFFT;u16 AD_Count=0;u16 time,time2;void powerMag(void);/计算幅值u32Data_INNPT;/* Complex input vector */u32Data_OUTNPT;/* Complex output vector */u32 lBUFMAGNPT/2;/*保存幅值 */u16Result64;/最终结果u8Pos

8、64=0;/ 绿点位置u8Dot64=0;/ 记录每点停顿时间u32 TMP;int main(void)u16 i,k;s16 tmp;Stm32_Clock_Init(9);/ 系统时钟设置72Mhzdelay_init(72);/延时初始化Timer3_Init(5,7199);/0.6ms中断一次LED 显示Timer4_Init(7,760);/ 约 74us 中断一次，AD采集LED_Init();LEDs_Init();/ 点阵初始化Adc_Init();time=time2=0;。5欢迎下载精品文档AD_Count=0;while(1)cr4_fft_256_stm32(Dat

9、a_OUT, Data_IN, NPT);/ 做 256 点 fft运算powerMag();/算幅值for(i=1;i<65;i+)/点平移 , 去除静态波动tmp=lBUFMAGi/2-5;/显示幅值为实际幅值的一半并减去5，这样效果较好if(tmp<0)tmp=0;else if(tmp>31)tmp=31;if(tmp>=Resulti-1)Resulti-1=tmp;/得到每列上绿点的高度if(Resulti-1>=Posi-1)Doti-1=0;Posi-1=Resulti-1;/ 更新绿点高度for(i=0;i<64;i+)for(k=0;k&

10、lt;32;k+)/画红点if(k<Resulti) Draw_Point(i,k,RED,2);else Draw_Point(i,k,0,0);Draw_Point(i,Posi,GREEN,2);/ 画绿点if(time2>FAST&&Resulti>=1) Resulti-;if(Doti>=STOP)/ 停顿判断 if(time>SLOW&&Posi>=1) Posi-; Doti+;if(Doti>=250)Doti=250;if(time>SLOW)time=0;if(time2>FAST) t

11、ime2=0;else time2+;/* Calculate powermag* 计算各次谐波幅值* 先将 lBUFOUT分解成实部 (X) 和虚部 (Y) ，然后计算幅值 (sqrt(X*X+Y*Y)*/。6欢迎下载精品文档void powerMag(void)s32 lX,lY;u32 i;float X,Y,Mag;for(i=0;i<65;i+)/只显示 64 个点，所以计算得到前面65 个点的幅值就行了。lX= (Data_OUTi << 16) >> 16;lY= (Data_OUTi >> 16);X = (float)lX) /64;

12、Y = (float)lY) /64; Mag = sqrt(X*X + Y*Y)/NPT;lBUFMAGi= (u32)(Mag * 65536);void TIM4_IRQHandler(void)/定时器 4 中断服务程序约 74us 中断一次ADC1->SQR3&=0XFFFFFFE0;/规则序列1ADC1->SQR3|=2;/ 通道 2 采集ADC1->CR2|=1<<22;/启动规则转换通道TMP=ADC1->DR;Data_INAD_Count=TMP<<16;AD_Count+;if(AD_Count>255) AD_Count=0;TIM4->SR&=(1<<0);/ 清除中断标志位void TIM3_IRQHandler(void) /定时器 3 中断服务程序u16 i;if(TIM3->SR&0X0001)/ 溢出中断oe=0;/关显示for(i=0;i<64;i+)/移出缓存区的上半屏一行数据wr_595(SBFLinei);for(i=0;i<64;i+)/移出缓存区的下半屏一行数据wr_595(SBFLine+16i);out_595();/ 锁存数据GPIOC->ODR&=0x00FF;GPIOC->ODR|=(15-