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STM32+咪頭+OLED12864音樂LED頻譜制作 附程序

  [復(fù)制鏈接]
ID:575440 發(fā)表于 2019-7-1 10:29 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
制作過程：
1.準(zhǔn)備材料：
stm32f103核心板 1塊
OLED12864顯示屏 1塊（SPI接口）
聲音檢測傳感器 1塊 （咪頭+放大電路 可以網(wǎng)上買現(xiàn)成的模塊，也可根據(jù)后文提供的原理圖自己做）
2.硬件連接：
(1)OLED連接：
OLED_SCLK   ————  PB7
OLED_SDIN    ————  PB6
OLED_RST     ————  PB5
OLED_RS       ————  PB4
(2)聲音檢測傳感器連接:
直接將模塊的輸出接到單片機(jī)的PA0即可。
OK硬件連接完成！就這么簡單！
3.程序下載
接下來將程序下載到單片機(jī)即可，音樂頻譜就完成了！（別告訴我你連下載程序都不會 滑稽）
程序燒錄文件 鏈接：https://pan.baidu.com/s/1EjKPvBFbTmYzzh6fSn0U5A 密碼：o6uu
程序源碼：https://download.csdn.net/download/mc_li/10601743
ps:以上就是簡單的音樂頻譜制作過程，下面是較為詳細(xì)的制作過程，提供源碼和原理圖，有興趣的同志們可以看看。

單片機(jī)源程序如下:
  1. /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
  2. #include "main.h"
  3. #include "stm32f1xx_hal.h"
  4. #include "adc.h"
  5. #include "dma.h"
  6. #include "tim.h"
  7. #include "usart.h"
  8. #include "gpio.h"

  10. /* USER CODE BEGIN Includes */
  11. #include "stm32_dsp.h"
  12. #include "table_fft.h"
  13. #include "math.h"
  14. #include "oled.h"
  15. #include "config.h"
  16. #include "bg.h"
  17. /* USER CODE END Includes */

  19. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/

  21. /* USER CODE BEGIN PV */
  22. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
  23. #define NPT 256
  24. #define PI2 6.28318530717959
  25. //采樣率計算
  26. //分辨率：Fs/NPT
  27. //#define Fs        10000
  28. #define Fs        9984
  29. //取9984能出來整數(shù)的分辨率 9984/256 = 39Hz

  31. /* USER CODE END PV */

  33. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
  34. void SystemClock_Config(void);
  35. void Error_Handler(void);

  37. /* USER CODE BEGIN PFP */
  38. /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
  39. void Creat_Single(void);
  40. void GetPowerMag(void);
  41. void Single_Get(void);
  42. void display1(void);
  43. void display2(void);
  44. void Key_Scan(void);
  45. /* USER CODE END PFP */

  47. /* USER CODE BEGIN 0 */
  48. uint32_t adc_buf[NPT]={0};

  50. long lBufInArray[NPT];
  51. long lBufOutArray[NPT/2];
  52. long lBufMagArray[NPT/2];


  55. uint8_t prt = 10;        //量化顯示的比例
  56. #define SHOW_NUM 4                                //顯示函數(shù)的個數(shù)
  57. uint8_t display_num = 1;        //控制顯示方式的
  58. uint8_t auto_display_flag = 0;        //自動切換顯示標(biāo)志 1：自動切換 0:手動

  60. uint8_t fall_pot[128];        //記錄下落點(diǎn)的坐標(biāo)

  62. /* USER CODE END 0 */

  64. int main(void)
  65. {

  67.   /* USER CODE BEGIN 1 */
  68.         uint16_t i = 0;
  69.   /* USER CODE END 1 */

  71.   /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/

  73.   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  74.   HAL_Init();

  76.   /* Configure the system clock */
  77.   SystemClock_Config();

  79.   /* Initialize all configured peripherals */
  80.   MX_GPIO_Init();
  81.   MX_DMA_Init();
  82.   MX_USART1_UART_Init();
  83.   MX_ADC1_Init();
  84.   MX_TIM3_Init();

  86.   /* USER CODE BEGIN 2 */
  87.         printf("uart test! \r\n");
  88.        
  89.         /*初始化顯示*/
  90.         GUI_Initialize();
  91.         /*設(shè)置前景色和背景色 這里用1和0代替*/
  92.         GUI_SetColor(1,0);
  93.         GUI_LoadPic(0,0,(uint8_t *)&gImage_bg,128,64);
  94.         GUI_Exec();
  95.         HAL_Delay(3000);
  96.        
  97.         //初始化下落點(diǎn) 把下落的點(diǎn) 初始化為最底部顯示
  98.         for(i=0;i<128;i++)
  99.                 fall_pot[i] = 63;
  100.        
  101.         /*啟動ADC的DMA傳輸 配合下面定時器來觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換*/
  102.         HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, adc_buf, NPT);
  103.         /*開啟定時器 用溢出事件來觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換*/
  104.         HAL_TIM_Base_Start(&htim3);

  106.   /* USER CODE END 2 */

  108.   /* Infinite loop */
  109.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
  110.   while (1)
  111.   {
  112.   /* USER CODE END WHILE */

  114.   /* USER CODE BEGIN 3 */
  115.                 Key_Scan();
  116.   }
  117.   /* USER CODE END 3 */

  119. }

  121. /** System Clock Configuration
  122. */
  123. void SystemClock_Config(void)
  124. {

  126.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
  127.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
  128.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit;

  130.     /**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
  131.     */
  132.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  133.   RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  134.   RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  135.   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  136.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  137.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  138.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  139.   if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  140.   {
  141.     Error_Handler();
  142.   }

  144.     /**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
  145.     */
  146.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
  147.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  148.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  149.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  150.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  151.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  153.   if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  154.   {
  155.     Error_Handler();
  156.   }

  158.   PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
  159.   PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;
  160.   if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
  161.   {
  162.     Error_Handler();
  163.   }

  165.     /**Configure the Systick interrupt time
  166.     */
  167.   HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);

  169.     /**Configure the Systick
  170.     */
  171.   HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);

  173.   /* SysTick_IRQn interrupt configuration */
  174.   HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
  175. }

  177. /* USER CODE BEGIN 4 */
  178. /************FFT相關(guān)*****************/
  179. //測試用 生成一個信號
  180. void Creat_Single(void)
  181. {
  182.         u16 i = 0;
  183.         float fx=0.0;
  184.        
  185.         for(i=0; i<NPT; i++)
  186.         {
  187.                 fx = 2048+2048*sin(PI2 * i * 200.0 / Fs)+
  188.                                  3100*sin(PI2 * i * 502.0 / Fs)+
  189.                                  1300*sin(PI2 * i * 990.0 / Fs);
  190.                 lBufInArray[i] = ((signed short)fx) << 16;               
  191.         }
  192. }
  193. //獲取FFT后的直流分量
  194. void GetPowerMag(void)
  195. {
  196.     signed short lX,lY;
  197.     float X,Y,Mag;
  198.     unsigned short i;
  199.     for(i=0; i<NPT/2; i++)
  200.     {
  201.         lX  = (lBufOutArray[i] << 16) >> 16;
  202.         lY  = (lBufOutArray[i] >> 16);
  203.                        
  204.                                 //除以32768再乘65536是為了符合浮點(diǎn)數(shù)計算規(guī)律
  205.         X = NPT * ((float)lX) / 32768;
  206.         Y = NPT * ((float)lY) / 32768;
  207.         Mag = sqrt(X * X + Y * Y)*1.0/ NPT;
  208.         if(i == 0)       
  209.             lBufMagArray[i] = (unsigned long)(Mag * 32768);
  210.         else
  211.             lBufMagArray[i] = (unsigned long)(Mag * 65536);
  212.     }
  213. }
  214. /*柱狀顯示*/
  215. void display1(void)
  216. {
  217.         uint16_t i = 0;
  218.         uint8_t x = 0;
  219.         uint8_t y = 0;
  220.        
  221.         /*******************顯示*******************/
  222.         GUI_ClearSCR();
  223.         for(i = 0; i < 32; i++)        //間隔的取32個頻率出來顯示
  224.         {
  225.                 x = (i<<2);        //i*4
  226.                 y = 63-(lBufMagArray[x+1]/prt)-2;        //加1是為了丟掉第一個直流分量
  227.                 if(y>63) y = 63;
  228.                
  229.                 GUI_LineWith(x,y,x,63,3,1);
  230.                
  231.                 //畫下落的點(diǎn)
  232.                 if(fall_pot[i]>y) fall_pot[i] = y;
  233.                 else
  234.                 {
  235.                                 if(fall_pot[i]>63) fall_pot[i]=63;
  236.                                 GUI_LineWith(x,fall_pot[i],x,fall_pot[i]+3,3,1);
  237.                                 fall_pot[i] += 2 ;
  238.                 }
  239.         }
  240.         GUI_Exec();
  241. }
  242. /*單柱狀顯示*/
  243. void display2(void)
  244. {
  245.         uint16_t i = 0;
  246.         uint8_t y = 0;
  247.        
  248.         /*******************顯示*******************/
  249.         GUI_ClearSCR();
  250.         for(i = 1; i < 128; i++)       
  251.         {
  252.                 y = 63-(lBufMagArray[i]/prt)-2;
  253.                 if(y>63) y = 63;
  254.                
  255.                 GUI_RLine(i,y,63,1);               
  256.                 //畫下落的點(diǎn)
  257.                 if(fall_pot[i]>y) fall_pot[i] = y;
  258.                 else
  259.                 {
  260.                                 if(fall_pot[i]>63) fall_pot[i]=63;
  261.                                 GUI_RLine(i,fall_pot[i],fall_pot[i]+1,1);
  262.                                 fall_pot[i] += 2 ;
  263.                 }
  264.         }
  265.         GUI_Exec();
  266. }
  267. /*柱狀顯示 中間對稱*/
  268. void display3(void)
  269. {
  270.         uint16_t i = 0;
  271.         uint8_t y = 0;
  272.        
  273.         /*******************顯示*******************/
  274.         GUI_ClearSCR();
  275.         for(i = 0; i < 127; i++)       
  276.         {
  277.                 y = 31-(lBufMagArray[i+1]/prt)-2;        //加1是為了丟掉第一個直流分量
  278.                 if(y>31) y = 31;
  279.                
  280.                 GUI_RLine(i,32,y,1);
  281.                 GUI_RLine(i,32,63-y,1);
  282.                
  283.                 //畫下落的點(diǎn)
  284.                 if(fall_pot[i]>y) fall_pot[i] = y;
  285.                 else
  286.                 {
  287.                                 if(fall_pot[i]>30) fall_pot[i]=30;
  288.                                 GUI_RLine(i,fall_pot[i],fall_pot[i]+1,1);
  289.                                 GUI_RLine(i,63-fall_pot[i],63-(fall_pot[i]+1),1);
  290.                                 fall_pot[i] += 2 ;
  291.                 }
  292.         }
  293.         GUI_Exec();
  294. }
  295. /*單柱狀顯示 中間對稱*/
  296. void display4(void)
  297. {
  298.         uint16_t i = 0;
  299.         uint8_t x = 0;
  300.         uint8_t y = 0;
  301.        
  302.         /*******************顯示*******************/
  303.         GUI_ClearSCR();
  304.         for(i = 0; i < 32; i++)        //間隔的取32個頻率出來顯示
  305.         {
  306.                 x = (i<<2);        //i*4
  307.                 y = 31-(lBufMagArray[x+1]/prt)-2;        //加1是為了丟掉第一個直流分量
  308.                 if(y>31) y = 31;
  309.                
  310.                 GUI_LineWith(x,y,x,32,3,1);
  311.                 GUI_LineWith(x,63-y,x,32,3,1);
  312.                
  313.                 //畫下落的點(diǎn)
  314.                 if(fall_pot[i]>y) fall_pot[i] = y;
  315.                 else
  316.                 {
  317.                                 if(fall_pot[i]>31) fall_pot[i]=31;
  318.                                 GUI_LineWith(x,fall_pot[i],x,fall_pot[i]+3,3,1);
  319.                                 GUI_LineWith(x,63 - fall_pot[i],x,63 - fall_pot[i]-3,3,1);
  320.                                 fall_pot[i] += 2 ;
  321.                 }
  322.         }
  323.         GUI_Exec();
  324. }


  327. //ADC DMA傳輸中斷
  328. void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
  329. {
  330.         uint16_t i = 0;
  331.         static uint16_t num = 0;       
  332. //        printf("adc dma interrupt \r\n");
  333.         HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1);                                                        //完成一次測量 關(guān)閉DMA傳輸
  334.        
  335.         //填充數(shù)組
  336.         for(i=0;i<NPT;i++)
  337.                 lBufInArray[i] = ((signed short)(adc_buf[i]-2048)) << 16;                //這里因?yàn)閱纹瑱C(jī)的ADC只能測正的電壓 所以需要前級加直流偏執(zhí)
  338.                                                                                                                                                                                                                                                                         //加入直流偏執(zhí)后 軟件上減去2048即一半 達(dá)到負(fù)半周期測量的目的
  339.         //cr4_fft_1024_stm32(lBufOutArray, lBufInArray, NPT);                                                        //FFT變換
  340.         cr4_fft_256_stm32(lBufOutArray, lBufInArray, NPT);
  341.         GetPowerMag();                                                                                                                                                                                                        //取直流分量對應(yīng)的AD值
  342. //        //打印出來測試
  343. //        for(i=0;i<NPT/2;i++)
  344. //                printf("i:%3d, f:%.2f, Power:%10d\r\n", i, (float)i*Fs/NPT, lBufMagArray[i]);
  345.        
  346.         //自動顯示
  347.         if(auto_display_flag == 1)
  348.         {
  349.                 if(num>300)
  350.                 {
  351.                         num = 0;
  352.                         display_num ++;
  353.                         if(display_num>SHOW_NUM) display_num = 1;
  354.                 }
  355.         }
  356.         num++;
  357.         //顯示
  358.         switch(display_num)
  359.         {
  360.                 case 1:
  361.                         display1();
  362.                         break;
  363.                 case 2:
  364.                         display2();
  365.                         break;
  366.                 case 3:
  367.                         display3();
  368.                         break;
  369.                 case 4:
  370.                         display4();
  371.                         break;
  372.                 default:
  373.                         display3();
  374.                         break;
  375.         }
  376.         HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, adc_buf, NPT);
  377. }

  379. #define K1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_3)
  380. #define K2 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_4)
  381. #define K3 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_5)

  383. void Key_Scan(void)
  384. {
  385.         static uint8_t mode_num = 0;
  386.         if(K1 == RESET)
  387.         {
  388.                 HAL_Delay(10);
  389.                 if(K1 == RESET)
  390.                 {
  391.                         while(!K1);
  392.                         mode_num=!mode_num;
  393.                         if(mode_num == 1) //自動顯示模式
  394.                         {
  395.                                 auto_display_flag = 1;
  396.                                 GUI_PutString(0,0,"Auto");
  397.                                 GUI_Exec();
  398.                         }
  399.                         else                                                        //正常顯示模式 手動切換效果
  400.                         {
  401.                                 auto_display_flag = 0;
  402.                                 GUI_PutString(0,0,"Manual");
  403.                                 GUI_Exec();
  404.                         }
  405.                 }
  406.         }
  407.         if(K2 == RESET)
  408.         {
  409.                 HAL_Delay(10);
  410.                 if(K2 == RESET)
  411.                 {
  412.                         while(!K2);
  413.                         if(mode_num == 0)        //手動模式
  414.                         {
  415.                                 display_num ++;
  416.                                 if(display_num > SHOW_NUM) display_num = 1;
  417.                         }
  418.                 }
  419.         }
  420.         if(K3 == RESET)
  421.         {
  422.                 HAL_Delay(10);
  423.                 if(K3 == RESET)
  424.                 {
  425.                         while(!K3);
  426.                         if(mode_num == 0)        //手動模式
  427.                         {
  428.                                 if(display_num == 1) display_num = SHOW_NUM+1;
  429. ……………………

  431. …………限于本文篇幅 余下代碼請從51黑下載附件…………
復(fù)制代碼

程序51hei提供下載:
FFT V2.0.7z (620.44 KB, 下載次數(shù): 273)

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ID:537401 發(fā)表于 2019-7-2 21:26 | 顯示全部樓層
樓主高大。
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ID:562991 發(fā)表于 2019-7-30 15:52 | 顯示全部樓層
支持謝謝！
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ID:4572 發(fā)表于 2020-4-2 23:24 | 顯示全部樓層
支持謝謝！
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ID:745514 發(fā)表于 2020-6-3 11:06 來自手機(jī) | 顯示全部樓層
原理圖樓主能分享一下嗎
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ID:434962 發(fā)表于 2021-4-22 15:14 | 顯示全部樓層
效果怎么樣，有沒有人調(diào)試過？
估計失真較大
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ID:480779 發(fā)表于 2021-5-30 22:16 | 顯示全部樓層
這是OLED音樂頻譜吧，你的標(biāo)題對不對啊？
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ID:796531 發(fā)表于 2022-4-19 16:39 | 顯示全部樓層
好東西，網(wǎng)上找了半天都要money下載，總算在這里下到了
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