一種基于arm芯片和fft算法的led音樂頻譜顯示裝置的制造方法
【專利摘要】一種基于ARM芯片和FFT算法的LED音樂頻譜顯示裝置，包括ARM控制器、低通濾波器、衰減器、存儲模塊、PC上位機(jī)、FFT模塊、LED顯示模塊、音頻信號源。本實(shí)用新型具有的技術(shù)效果是：用戶可以根據(jù)自己的需要設(shè)定在相應(yīng)的工作狀態(tài)，在LED顯示模塊上展示出隨音樂節(jié)奏顯示出動感優(yōu)美的舞動效果。此外，用戶可以通過PC上位機(jī)對頻譜波形進(jìn)行處理，達(dá)到了人機(jī)互動的功能，實(shí)現(xiàn)小型化、低成本、低功耗的頻譜分析功能。
【專利說明】
一種基于ARM芯片和FFT算法的LED音樂頻譜顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型專利涉及音樂頻譜顯示裝置，具體涉有一種基于ARM芯片和FFT算法的LED音樂頻譜顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有的音樂播放器中，大部分功能關(guān)注在音樂文件的無損解碼或者音箱的高品質(zhì)音質(zhì)上，個(gè)別的音箱功放上配有一排小燈，能隨著播放的音樂如波浪般跳躍，但卻因?yàn)樾舻膫€(gè)數(shù)有限，無法展示出動感的頻譜跟隨音樂節(jié)奏優(yōu)美的舞動效果。本實(shí)用新型提供一種LED音樂頻譜顯示裝置，讓用戶伴隨音箱里傳來的美妙音樂，原本只能“聽”的音樂，現(xiàn)在卻還能“看”，給人帶來視覺上的炫酷享受。
[0003]然而，LED音樂頻譜顯示裝置的核心是聲音頻譜分析部件，解析聲音信號的頻譜結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的發(fā)展，對于頻譜分析部件提出了更高的精度、高實(shí)時(shí)性等設(shè)計(jì)需求。傳統(tǒng)的頻譜分析部件的信號處理電路設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，而且更新困難。本實(shí)用新型的頻譜分析部件是一種可隨意更改設(shè)計(jì)以滿足頻譜分析不斷增加的高要求的分析部件。
[0004]目前，在現(xiàn)有的頻譜分析部件具有低功耗、方便操作等優(yōu)點(diǎn)方案，但是并沒有實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換的功能，并且不能根據(jù)需求更改頻譜分析功能。2014年中國專利局公告的由寧波摩米創(chuàng)新工場電子科技有限公司申報(bào)，中國專利號為201420364657.1《一種頻譜分析儀》的專利，提出了一種具有低功耗、操作方便等優(yōu)點(diǎn)的頻譜分析儀。2013年中國專利局公告的由深圳市邁可為科技有限公司申報(bào)，中國專利號為201320337814.5《一種手持頻譜分析儀》提出一種可以實(shí)現(xiàn)小型化、低成本、低功耗的手持便攜式頻譜儀，對通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程實(shí)施、實(shí)驗(yàn)等均會產(chǎn)生較大的影響力。2016年中國專利局公告的由北京普源精電科技有限公司申報(bào)，中國專利號為201010531124.4《一種頻譜分析儀的參數(shù)設(shè)置方法及裝置》提出一種克服現(xiàn)有技術(shù)在設(shè)置測量參數(shù)時(shí)不夠直觀的不足，采用了更為直觀的方式來設(shè)置測量參數(shù)。2016年中國專利局公告的由電子科技大學(xué)申報(bào)，中國專利號為201310418656.0《自適應(yīng)高精度快速頻譜分析方法》提出一種克服目前頻譜分析方法誤差較大精度不佳的缺點(diǎn)，提供一種自適應(yīng)高精度快速頻譜分析方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供了一種能夠具有低功耗、操作方便、硬件電路簡單、體積小、掃描速度快、能實(shí)現(xiàn)人機(jī)數(shù)據(jù)交換，具有強(qiáng)大頻譜分析功能的LED音樂頻譜顯示裝置。
[0006]本實(shí)用新型是這樣來實(shí)現(xiàn)的，它包括ARM控制器、低通濾波器、衰減器、存儲模塊、PC上位機(jī)、FFT模塊、LED顯示模塊、音頻信號源，其特征是:所述的ARM控制器分別連接低通濾波器、存儲模塊、PC上位機(jī)、FFT模塊、顯示模塊;所述的衰減器對輸入的音頻信號源進(jìn)行預(yù)處理。所述的低通濾波器對預(yù)處理的音頻信號源進(jìn)行低通濾波。所述的PC上位機(jī)可設(shè)定ARM控制器的AD采樣頻率以及采樣深度，通過ARM控制器讀取存儲模塊中的音頻頻譜數(shù)據(jù)。所述的FFT模塊對ARM控制器中的ADC采樣的音頻信號進(jìn)行快速傅里葉變換。所述的存儲模塊將ARM控制器分析的音頻頻譜數(shù)據(jù)存儲起來。所述的LED顯示模塊依據(jù)音頻頻譜分析數(shù)據(jù)，隨音樂節(jié)奏顯示出動感優(yōu)美的舞動效果。其具體的工作流程步驟如下。
[0007]步驟I:初始化內(nèi)部模塊。
[0008]步驟2:通過PC上位機(jī)設(shè)定通道模式以及測量音頻深度和頻率。
[0009]步驟3: LED顯示模塊顯示設(shè)定的工作狀態(tài)。
[0010]步驟4:音頻信號源輸入給衰減器，進(jìn)行預(yù)處理，彌補(bǔ)音頻信號的不足。
[0011]步驟5:預(yù)處理的音頻信號源輸入給低通濾波器，進(jìn)行低通濾波濾除干擾信號。
[0012]步驟6:低通濾波后的音頻信號源輸入給ARM控制器，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。
[0013]步驟7:ARM控制器將數(shù)字量的音頻信號通過FFT模塊進(jìn)行快速傅里葉變換，并存儲到存儲模塊。
[0014]步驟8:ARM控制器將音頻頻譜數(shù)據(jù)通過串口通信的方式輸入到PC上位機(jī)中，在PC上位機(jī)查看波形。
[0015]步驟9:如果輸入的通道有多個(gè)音頻信號輸入，則可以在PC上位機(jī)將這些信號顯示在同一個(gè)坐標(biāo)系中進(jìn)行波形的查看、對比和分析。
[0016]步驟10:LED顯示模塊依據(jù)音頻頻譜數(shù)據(jù)，展示出隨音樂節(jié)奏顯示出動感優(yōu)美的舞動效果。
[0017]本實(shí)用新型具有的效果是:用戶可以根據(jù)自己的需要設(shè)定在相應(yīng)的工作狀態(tài)，在LED顯示模塊上展示出隨音樂節(jié)奏顯示出動感優(yōu)美的舞動效果。此外，用戶可以通過PC上位機(jī)對頻譜波形進(jìn)行處理，達(dá)到了人機(jī)互動的功能，實(shí)現(xiàn)小型化、低成本、低功耗的頻譜分析功能。用戶可以通過上位機(jī)給ARM控制器將音頻頻譜數(shù)據(jù)從存儲模塊中讀取出來。如果用戶需要同時(shí)測試讀個(gè)音頻頻譜數(shù)據(jù)，則可以將頻譜分析儀設(shè)定成多通道模式，音頻頻譜數(shù)據(jù)會同時(shí)顯示在同一個(gè)坐標(biāo)系當(dāng)中，用戶可以根據(jù)自己的需求去調(diào)節(jié)音頻頻譜數(shù)據(jù)的顯示形式。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型的具體工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型是這樣來實(shí)現(xiàn)的，它包括ARM控制器101、低通濾波器103、衰減器104、存儲模塊102、PC上位機(jī)106、FFT模塊107、LED顯示模塊108、音頻信號源105，其特征是:所述的ARM控制器1I分別連接低通濾波器103、存儲模塊102、PC上位機(jī)106、FFT模塊107、顯示模塊108;所述的衰減器104對輸入的音頻信號源105進(jìn)行預(yù)處理。所述的低通濾波器103對預(yù)處理的音頻信號源進(jìn)行低通濾波。所述的PC上位機(jī)106可設(shè)定ARM控制器101的AD采樣頻率以及采樣深度，通過ARM控制器101讀取存儲模塊102中的音頻頻譜數(shù)據(jù)。所述的FFT模塊107對ARM控制器1I中的ADC采樣的音頻信號進(jìn)行快速傅里葉變換。所述的存儲模塊102將ARM控制器101分析的音頻頻譜數(shù)據(jù)存儲起來。所述的LED顯示模塊108依據(jù)音頻頻譜分析數(shù)據(jù)，隨音樂節(jié)奏顯示出動感優(yōu)美的舞動效果。
[0021]本實(shí)施例的具體工作流程如圖2顯示，步驟如下。
[0022]步驟201:初始化內(nèi)部模塊。
[0023]步驟202:通過PC上位機(jī)設(shè)定通道模式以及測量音頻深度和頻率。
[0024]步驟203: LED顯示模塊顯示設(shè)定的工作狀態(tài)。
[0025]步驟204:音頻信號源輸入給衰減器，進(jìn)行預(yù)處理，彌補(bǔ)音頻信號的不足。
[0026]步驟205:預(yù)處理的音頻信號源輸入給低通濾波器，進(jìn)行低通濾波濾除干擾信號。
[0027]步驟206:低通濾波后的音頻信號源輸入給ARM控制器，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。
[0028]步驟207:ARM控制器將數(shù)字量的音頻信號通過FFT模塊進(jìn)行快速傅里葉變換，并存儲到存儲模塊。
[0029]步驟208:ARM控制器將音頻頻譜數(shù)據(jù)通過串口通信的方式輸入到PC上位機(jī)中，在PC上位機(jī)查看波形。
[0030]步驟209:如果輸入的通道有多個(gè)音頻信號輸入，則可以在PC上位機(jī)將這些信號顯示在同一個(gè)坐標(biāo)系中進(jìn)行波形的查看、對比和分析。
[0031]步驟210:LED顯示模塊依據(jù)音頻頻譜數(shù)據(jù)，展示出隨音樂節(jié)奏顯示出動感優(yōu)美的舞動效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于ARM芯片和FFT算法的LED音樂頻譜顯示裝置，它包括ARM控制器、低通濾波器、衰減器、存儲模塊、PC上位機(jī)、FFT模塊、LED顯示模塊、音頻信號源，其特征是:所述的ARM控制器分別連接低通濾波器、存儲模塊、PC上位機(jī)、FFT模塊、顯示模塊;所述的衰減器對輸入的音頻信號源進(jìn)行預(yù)處理;所述的低通濾波器對預(yù)處理的音頻信號源進(jìn)行低通濾波;所述的PC上位機(jī)可設(shè)定ARM控制器的AD采樣頻率以及采樣深度，通過ARM控制器讀取存儲模塊中的音頻頻譜數(shù)據(jù);所述的FFT模塊對ARM控制器中的ADC采樣的音頻信號進(jìn)行快速傅里葉變換;所述的存儲模塊將ARM控制器分析的音頻頻譜數(shù)據(jù)存儲起來;所述的LED顯示模塊依據(jù)音頻頻譜分析數(shù)據(jù)，隨音樂節(jié)奏顯示出動感優(yōu)美的舞動效果。
【文檔編號】G11C7/16GK205508405SQ201620338189
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】謝鑫, 雷海, 胡江偉, 孫凌宇, 冷明
【申請人】冷明