LED音乐频谱设计与制作

LED音乐频谱设计与制作

摘要：电子信息技术几乎主宰了整个电器行业的发展，随着电子技术的进步发展在功率放大器的设计上功能也不断更新。功率放大器在家电、数码产品中的应用也越来越广泛，与我们日常生活有着密切关系。随着生活水平的提高，人们越来越注重视觉，音质的享受。音频频谱显示器不但能够直观的显示信号输入的状况，而且在美学方面给予人好的视觉享受和，在某一方面来说频谱显示器赋予了音乐的动态美，让原本抽象的电信号，具体化，实质化。

本文通过使用单片机和数字信号处理技术，实现了单片机控制的音乐频谱显示系统。系统分为，声音采集单元，声音处理单元和显示单元。其中声音采集单元包括声音接收和 A/D 转换系统。声音接收单元接收到的音频模拟信号，经过 A/D 转换为数字信号，送给下一级处理单元处理。声音处理单元采用C52单片机进行快速傅立叶变换处理。显示单元接收处理后的信号，控制16*16LED板进行显示。软件方面使用单片机进行DFT，从而判断出该时间段音频信号的主谱，跟随着音乐节拍和强弱的变化来控制LED亮度和暗灭的实时变化,实现音乐的频谱分析并加以灯光显示。

关键字：单片机     功率放大器     A/D转换   快速傅立叶变换

目    录

1  引言 1

2  LED音乐频谱设计 2

2.1设计思路 2

2.2硬件及电路设计部分 2

2.2.1单片机电路设计 2

2.2.2 16*16LED显示板设计 5

2.2.3 A/D转换模块设计 6

2.2.4行驱动器 7

2.2.5 列驱动器 8

2.2.6 音频放大电路 9

2.2.7 继电器切换电路 10

3 程序设计部分 11

3.1 音频信号的采集和预处理 11

3.1.1 采样频率 11

3.1.2 样本大小 11

3.2 音频频谱算法 11

3.2.1 倒位序及其优化算法 11

3.2.2 蝶形运算及其优化算法 12

3.3 源程序设计 13

3.3.1 快速傅立叶变换程序 13

3.3.2 AD采样控制程序 14

3.3.3 系统初始化和循环控制部分 15

3.3.4 文字滚动程序 15

4 设计总结 25

参考文献 26

致    谢 27

附    录 28