偶然心血来潮,想要做一个声音可视化的系列专题。这个专题的难度有点高,涉及面也比较广泛,相关的FFT和FHT等算法也相当复杂,不过还是打算从最简单的开始,实际动手做做试验,耐心尝试一下各种方案,逐步积累些有用的音乐频谱可视化的资料,也会争取成型一些实用好玩的音乐可视器项目。
造物记
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(01)---LED节奏灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311363.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(02)---OLED频谱灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311365.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(03)---RGB律动灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311366.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(04)---WS2812条灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311377.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(05)---WS2812柱跳灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311378.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(06)---点阵频谱灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311379.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(07)---大方格频谱灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311429.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311463.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(09)---X Music Spectrum
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311482.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(10)---WS2812硬板屏
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311491.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(11)---WS2812幻彩灯带
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311745.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化项目(12)---米管快速节奏灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311746.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(13)---有机棒立柱灯
https://makelog.dfrobot.com.cn/article-311759.html
8X32 LED点阵显示级联模块,MAX7219是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示,也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路,段字驱动器,而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。只有一个外部寄存器用来设置各个LED的段电流。一个方便的四线串行接口可以联接所有通用的微处理器。每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。MAX7219同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。整个设备包含一个150μA的低功耗关闭模式,模拟和数字亮度控制,一个扫描限制寄存器允许用户显示1-8位数据,还有一个让所有LED发光的检测模式。只需要3个IO口即可驱动1个点阵!
MAX7219
是美国MAXIM 公司推出的多位LED 显示驱动器,采用3 线串行接口传送数据,可直接与单片机接口连接,用户能方便修改其内部参数,以实现多位LED 显示。它内含硬件动态扫描电路、BCD译码器、段驱动器和位驱动器。此外,其内部还含有8X8 位静态RAM,用于存放8 个数字的显示数据。显然,它可直接驱动64 段LED点阵显示器。当多片MAX7219 级联时,可控制更多的LED 点阵显示器。显示的数据通过单片机数据处理后,送给MAX7219 显示。
MAX7219/MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示,也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。其上包括一个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路,段字驱动器,而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。只有一个外部寄存器用来设置各个LED的段电流。MAX7221与SPI™、QSPI™以及 MICROWIRE™相兼容,同时它有限制回转电流的段驱动来减少EMI(电磁干扰)。一个方便的四线串行接口可以联接所有通用的微处理器。每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。MAX7219/MAX7221同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。整个设备包含一个150μA的低功耗关闭模式,模拟和数字亮度控制,一个扫描限制寄存器允许用户显示1-8位数据,还有一个让所有LED发光的检测模式。
模块电原理图
接线示意图
MAX9814是一款低成本高性能麦克风放大器,具有自动增益控制(AGC)和低噪声麦克风偏置。器件具有低噪声前端放大器、可变增益放大(VGA)、输出放大器、麦克风偏置电压发生器和AGC控制电路。
●自动增益控制(AGC)
●3种增益设置(40dB、50dB、60dB)
●可编程动作时间
●可编程动作和释放时间比
●电源电压范围2.7V~5.5V
●低THD:0.04% (典型值)
●低功耗关断模式
●内置2V低噪声麦克风偏置
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之一:八段分频8X8点阵屏的音乐频谱灯
实验开源代码
/*
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之一:八段分频8X8点阵屏的音乐频谱灯
接脚连线:MAX9814 接A0
MAX7219 UNO
VCC →→→→→ 5V
GND →→→→→ GND
DIN →→→→→ D11(数据,数据接收引脚)
CS →→→→→ D10(负载,命令接收引脚)
CLK →→→→→ D13(时钟,时钟引脚)
*/
#include "LedControl.h"
/* Led matrix - Max7219 Declared */
LedControl lc = LedControl(11, 13, 10, 1);
const int maxScale = 11;
/* Sensor - Max9812 Declared */
const int sensorPin = A0;
const int sampleWindow = 50; // 50ms = 20Hz
unsigned int sample;
unsigned long startMillis;
unsigned long timeCycle;
unsigned int signalMax = 0;
unsigned int signalMin = 1024;
unsigned char index = 0;
unsigned int peakToPeak[8];
unsigned int displayPeak[8];
unsigned int temp[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
unsigned int signalMaxBuff[8];
unsigned int signalMinBuff[8];
void setup() {
// Led matrix
lc.shutdown(0, false); // bật hiện thị
lc.setIntensity(0, 2); // chỉnh độ sáng
lc.clearDisplay(0); // tắt tất cả led
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
startMillis = millis();
//peakToPeak = 0;
signalMax = 0;
signalMin = 1024;
// Get data in 50ms
while (millis() - startMillis < sampleWindow) {
sample = analogRead(sensorPin);
if (sample < 1024) {
if (sample > signalMax) {
signalMax = sample;
}
if (sample < signalMin) {
signalMin = sample;
}
}
// 20Hz - 64Hz - 125Hz - 250Hz - 500Hz - 1kHz (timeCycle = 1/F)(ms)
timeCycle = millis() - startMillis;
if (timeCycle == 1 || timeCycle == 2 || timeCycle == 4 || timeCycle == 8
|| timeCycle == 16 || timeCycle == 32 || timeCycle == 40 || timeCycle == 50) {
signalMaxBuff[index] = signalMax;
signalMinBuff[index] = signalMin;
index = (index + 1) % 8;
delay(1);
Serial.println(timeCycle);
}
}
// Delete pointer to array
index = 0;
// Calculation after get samples
for (int i = 0; i < 8; i++) { // i = row (led matrix)
// sound level
peakToPeak[i] = signalMaxBuff[i] - signalMinBuff[i];
// Map 1v p-p level to the max scale of the display
displayPeak[i] = map(peakToPeak[i], 0, 1023, 0, maxScale);
// Show to led matrix
displayLed(displayPeak[i], i);
// Led drop down
if (displayPeak[i] >= temp[i]) {
temp[i] = displayPeak[i];
}
else {
temp[i]--;
}
lc.setLed(0, i, temp[i], true);
delayMicroseconds(10);
}
}
void displayLed(int displayPeak, int row) {
switch (displayPeak) {
case 0 : lc.setRow(0, row, 0x80); break;
case 1 : lc.setRow(0, row, 0xC0); break;
case 2 : lc.setRow(0, row, 0xE0); break;
case 3 : lc.setRow(0, row, 0xF0); break;
case 4 : lc.setRow(0, row, 0xF8); break;
case 5 : lc.setRow(0, row, 0xFC); break;
case 6 : lc.setRow(0, row, 0xFE); break;
case 7 : lc.setRow(0, row, 0xFF); break;
}
}
实验场景动态图
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之一:八段分频8X8点阵屏的音乐频谱灯
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTMyMzM2MA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
实验场景动态图之二
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTcwMzUyNA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之二:多档arduinoFFT浮点32段频谱仪
实验开源代码
/*
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之二:多档arduinoFFT浮点32段频谱仪
接脚连线:MAX9814 接A0
MAX7219 UNO
VCC →→→→→ 5V
GND →→→→→ GND
DIN →→→→→ D11(数据,数据接收引脚)
CS →→→→→ D10(负载,命令接收引脚)
CLK →→→→→ D13(时钟,时钟引脚)
*/
#include <arduinoFFT.h>
#include <MD_MAX72xx.h>
#include <SPI.h>
#define SAMPLES 64
#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW
#define MAX_DEVICES 4
#define CLK_PIN 13
#define DATA_PIN 11
#define CS_PIN 10
#define xres 32
#define yres 8
int MY_ARRAY[] = {0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, 255};
int MY_MODE_1[] = {0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, 255};
int MY_MODE_2[] = {0, 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1};
int MY_MODE_3[] = {0, 128, 192, 160, 144, 136, 132, 130, 129};
int MY_MODE_4[] = {0, 128, 192, 160, 208, 232, 244, 250, 253};
int MY_MODE_5[] = {0, 1, 3, 7, 15, 31, 63, 127, 255};
double vReal[SAMPLES];
double vImag[SAMPLES];
char data_avgs[xres];
int yvalue;
int displaycolumn , displayvalue;
int peaks[xres];
const int buttonPin = 2;
int state = HIGH;
int previousState = LOW;
int displaymode = 1;
unsigned long lastDebounceTime = 0;
unsigned long debounceDelay = 50;
MD_MAX72XX mx = MD_MAX72XX(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES);
arduinoFFT FFT = arduinoFFT();
void setup() {
ADCSRA = 0b11100101;
ADMUX = 0b00000000;
pinMode(buttonPin, INPUT);
mx.begin();
delay(50);
}
void loop() {
// ++ Sampling
for (int i = 0; i < SAMPLES; i++)
{
while (!(ADCSRA & 0x10));
ADCSRA = 0b11110101 ;
int value = ADC - 512 ;
vReal[i] = value / 8;
vImag[i] = 0;
}
FFT.Windowing(vReal, SAMPLES, FFT_WIN_TYP_HAMMING, FFT_FORWARD);
FFT.Compute(vReal, vImag, SAMPLES, FFT_FORWARD);
FFT.ComplexToMagnitude(vReal, vImag, SAMPLES);
int step = (SAMPLES / 2) / xres;
int c = 0;
for (int i = 0; i < (SAMPLES / 2); i += step)
{
data_avgs[c] = 0;
for (int k = 0 ; k < step ; k++) {
data_avgs[c] = data_avgs[c] + vReal[i + k];
}
data_avgs[c] = data_avgs[c] / step;
c++;
}
for (int i = 0; i < xres; i++)
{
data_avgs[i] = constrain(data_avgs[i], 0, 80);
data_avgs[i] = map(data_avgs[i], 0, 80, 0, yres);
yvalue = data_avgs[i];
peaks[i] = peaks[i] - 1;
if (yvalue > peaks[i])
peaks[i] = yvalue ;
yvalue = peaks[i];
displayvalue = MY_ARRAY[yvalue];
displaycolumn = 15 - i;
mx.setColumn(displaycolumn, displayvalue);
}
displayModeChange ();
}
void displayModeChange() {
int reading = digitalRead(buttonPin);
if (reading == HIGH && previousState == LOW && millis() - lastDebounceTime > debounceDelay)
{
switch (displaymode) {
case 1:
displaymode = 2;
for (int i = 0 ; i <= 8 ; i++ ) {
MY_ARRAY[i] = MY_MODE_2[i];
}
break;
case 2:
displaymode = 3;
for (int i = 0 ; i <= 8 ; i++ ) {
MY_ARRAY[i] = MY_MODE_3[i];
}
break;
case 3:
displaymode = 4;
for (int i = 0 ; i <= 8 ; i++ ) {
MY_ARRAY[i] = MY_MODE_4[i];
}
break;
case 4:
displaymode = 5;
for (int i = 0 ; i <= 8 ; i++ ) {
MY_ARRAY[i] = MY_MODE_5[i];
}
break;
case 5:
displaymode = 1;
for (int i = 0 ; i <= 8 ; i++ ) {
MY_ARRAY[i] = MY_MODE_1[i];
}
break;
}
lastDebounceTime = millis();
}
previousState = reading;
}
实验场景动态图
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之二:多档arduinoFFT浮点32段频谱仪
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XN ... hcb.playlsit.page.1
实验场景动态图2
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之二:多档arduinoFFT浮点32段频谱仪
实验视频剪辑2
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTM4NjE4NA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
实验场景图
用杜邦线引出D2管脚,作为触摸开关,可以转换五种显示频谱的模式,后面还有三种
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之二:多档arduinoFFT浮点32段频谱仪
实验视频剪辑 3
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTQ2NDIzMg==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
实验场景动态图
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之二:多档arduinoFFT浮点32段频谱仪
实验视频剪辑 4
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTc5OTQ0MA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.3
实验场景动态图
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之二:多档arduinoFFT浮点32段频谱仪
实验视频剪辑 5
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTM5MTA1Mg==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.5
实验场景动态图
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之二:多档arduinoFFT浮点32段频谱仪
实验视频剪辑 6
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTY3NTQwNA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
实验场景动态图
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之二:多档arduinoFFT浮点32段频谱仪
实验视频剪辑 7
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMjA0MTI1Mg==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
实验场景动态图7
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之二:多档arduinoFFT浮点32段频谱仪
实验视频剪辑 8
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMjA0MTM2MA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
实验场景动态图 8
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之三:红绿色32段级联频谱点阵屏灯(FFT算法)
实验开源代码
/*
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之三:红绿色32段级联频谱点阵屏灯(FFT算法)
接脚连线:MAX9814 接A0
MAX7219 UNO
VCC →→→→→ 5V
GND →→→→→ GND
DIN →→→→→ D11(数据,数据接收引脚)
CS →→→→→ D10(负载,命令接收引脚)
CLK →→→→→ D13(时钟,时钟引脚)
*/
#include <arduinoFFT.h>
#include <MD_MAX72xx.h>
#include <SPI.h>
MD_MAX72XX disp = MD_MAX72XX(MD_MAX72XX::FC16_HW, 10, 1);
arduinoFFT FFT = arduinoFFT();
double realComponent[64];
double imagComponent[64];
int spectralHeight[] = {0b00000000, 0b10000000, 0b11000000,
0b11100000, 0b11110000, 0b11111000,
0b11111100, 0b11111110, 0b11111111
};
int index, c, value;
void setup()
{
disp.begin();
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
int sensitivity = map(analogRead(A0), 0, 1023, 50, 100);
Serial.println (analogRead(A0));
for (int i = 0; i < 64; i++)
{
realComponent[i] = analogRead(A7) / sensitivity;
imagComponent[i] = 0;
}
FFT.Windowing(realComponent, 64, FFT_WIN_TYP_HAMMING, FFT_FORWARD);
FFT.Compute(realComponent, imagComponent, 64, FFT_FORWARD);
FFT.ComplexToMagnitude(realComponent, imagComponent, 64);
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
realComponent[i] = constrain(realComponent[i], 0, 80);
realComponent[i] = map(realComponent[i], 0, 80, 0, 8);
index = realComponent[i];
value = spectralHeight[index];
c = 31 - i;
disp.setColumn(c, value);
}
}
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之三:红绿色32段级联频谱点阵屏灯(FFT算法)
实验视频剪辑 1
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMjA0Mjg0NA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.3
实验场景动态图
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目(08)---四位32段点阵屏
项目之三:红绿色32段级联频谱点阵屏灯(FFT算法)
实验视频剪辑 2
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMTc1NTk2OA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
实验场景动态图 2
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目
项目之四:FFT算法的双点阵屏的动态频谱仪
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgyMjEwNjcwMA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
实验场景动态图
Arduino 系列传感器和执行器模块实验目录清单:
一块扩展板完成Arduino的10类37项实验(代码+图形+仿真)
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-280845-1-1.html
连杆形式的腿机构十一种:盘点机器人行走背后的机械原理
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308097-1-1.html
【花雕动手做】超低成本,尝试五十元的麦克纳姆轮小车!
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307863-1-1.html
【花雕动手做】超迷你哦,用徽商香烟盒做个智能小车!
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307907-1-1.html
【花雕动手做】太搞笑啦,一支胶管制成二只蠕动机器人
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308046-1-1.html
【花雕动手做】快餐盒盖,极低成本搭建机器人实验平台
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308063-1-1.html
【花雕动手做】特别苗条,使用微波传感器控制的纤细小车
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308866-1-1.html
【花雕动手做】脑洞大开、五花八门的简易机器人66种
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-307900-1-1.html
【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(1)---LED节奏灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311167-1-1.html
【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(2)---OLED频谱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311174-1-1.html
【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(3)---RGB律动灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311183-1-1.html
【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(4)---WS2812条灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311190-1-1.html
【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(5)---WS2812柱跳灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311192-1-1.html
【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(6)---点阵频谱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311201-1-1.html
【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(7)---大方格频谱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311364-1-1.html
【花雕动手做】看见声音,基于Arduino系列音乐可视器(8)---四位32段点阵屏
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311490-1-1.html
实验一百五十八:QMC5883L电子指南针罗盘模块 三轴磁场传感器GY-271
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-308195-1-1.html
实验一百六十三:BMI160 6轴惯性运动传感器 16位3轴加速度+超低功耗3轴陀螺仪 I2C/SPI 14LGA
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310371-1-1.html
实验一百六十五:2.4 英寸 TFT LCD 触摸屏模块 XPT2046 PCB ILI9341 240x320 像素 8 位 SPI 串口显示器 300mA
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-309803-1-1.html
实验一百七十六:6mm大尺寸8x8LED方块方格点阵模块 可级联 红绿蓝白色 可选8级亮度
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-309845-1-1.html
实验一百七十九:0.66英寸OLED显示模块 液晶屏模块IIC/I2C接口 64*48像素 SSD1306驱动芯片
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311179-1-1.html
实验一百八十一:1.3寸OLED液晶屏 I2C IIC通信 4针模块 1106/1306驱动 128*64像素
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311123-1-1.html
实验一百八十三:GY-530 VL53L0X 激光测距 ToF测距 飞行时间测距传感器模块 IIC通信协议
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310273-1-1.html
实验一百八十五:MAX4466声音传感器 驻极体话筒放大器 麦克风可调功放模块 microphone
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310193-1-1.html
实验一百八十九:TDA1308 硅麦克风 数字咪头放大模块 拾音器放大板 楼氏SUNLEPHANT
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310246-1-1.html
实验一百九十三:TCS34725颜色识别传感器 RGB IIC明光感应模块 ColorSensor
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310209-1-1.html
实验二百:RCWL-0515微波雷达感应开关 人体感应 智能感应探测传感器 12-15米远距离2.7G微波检测模块
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-310313-1-1.html
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程序说明
安装所有必需的库后,通过包含库来启动代码。ArduinoFFT库用于将输入模拟信号转换为频谱。MD_MAX72xx库用于控制显示并在显示器上绘制音频频谱。而SPI库用于在Arduino和点阵显示器之间建立SPI通信。
#include <arduinoFFT.h>
#include <MD_MAX72xx.h>
#include <SPI.h>
接下来,使用函数 MD_MAX72XX () 为MD_MAX72XX创建一个实例。此功能需要三个参数,第一个是硬件类型,第二个是CS引脚,第三个是连接设备的最大数量。另外,使用 arduinoFFT() 函数为 arduinoFFT 创建一个实例。
MD_MAX72XX disp = MD_MAX72XX(MD_MAX72XX::FC16_HW, 10, 4);
arduinoFFT FFT = arduinoFFT();
然后在下一行中,定义两个新数组来存储频谱的实部和虚部的 64 位频谱分量。
double realComponent[64];
double imagComponent[64];
现在,在 setup() 函数中,以 9600 的波特率初始化串行监视器以进行调试。另外,使用 disp.begin() 函数初始化点阵显示。
void setup()
{
disp.begin();
Serial.begin(9600);
}
现在,在循环函数中,我们将使用 for 循环通过 Arduino nano 的 A7 引脚采集 64 个麦克风读数样本,并存储到我们之前定义的“realComponent”数组中。
for (int i=0; i<64; i++)
{
realComponent[i] = analogRead(A7)/sensitivity;
imagComponent[i] = 0;
}
从麦克风获得 64 个频谱值后,我们通过 FFT 算法将它们传递,以计算实部和虚部信号的 64 个频谱分量。然后在接下来的几行中,我们通过了这些阅读 FFT。ComplexToMagnitude() 函数用于计算 64 个光谱分量的星等。
FFT.Windowing(realComponent, 64, FFT_WIN_TYP_HAMMING, FFT_FORWARD);
FFT.Compute(realComponent, imagComponent, 64, FFT_FORWARD);
FFT.ComplexToMagnitude(realComponent, imagComponent, 64);
现在,在接下来的几行中,我们使用 for 循环来控制 LED 矩阵的所有 32 列。在此循环中,我们首先将这些读数转换为已知范围,然后使用 map 函数将这些读数映射到 0 到 8 的范围。零表示该特定列的所有 LED 都将低电平,反之亦然。
for(int i=0; i<32; i++)
{
realComponent[i] = constrain(realComponent[i],0,80);
realComponent[i] = map(realComponent[i],0,80,0,8);
index = realComponent[i];
value = spectralHeight[index];
c = 31 - i;
disp.setColumn(c, value);
}
实验的视频记录
优酷:https://v.youku.com/v_show/id_XNTkyNjUyOTU0NA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
B站:https://www.bilibili.com/video/BV1iP4y1Q7o9/?vd_source=98c6b1fc23b2787403d97f8d3cc0b7e5
实验的视频记录之二
优酷:
B站:https://www.bilibili.com/video/BV1e44y1S7gi/?vd_source=98c6b1fc23b2787403d97f8d3cc0b7e5
苗大帅2021.12.16
大神能否加个微信请教一个问题
驴友花雕2022.10.14
不好意思,才看到,可以啊