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led音乐频谱显示课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解LED音乐频谱显示的原理，掌握基础电子元件的功能和使用方法。
2. 学生能掌握编程控制LED灯亮灭的基本技巧，了解与音乐频谱显示相关的编程知识。
3. 学生能够解释简单电路的工作原理，并了解如何将其与音乐信号相结合。
技能目标：1. 学生能够设计并搭建简单的LED音乐频谱显示装置，进行功能测试和调试。
2. 学生通过实践操作，掌握使用编程软件对LED音乐频谱进行编程控制的能力。
3. 学生能够通过团队合作，解决在制作过程中遇到的技术难题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术和编程的兴趣，激发创新思维和探索精神。
2. 学生在团队协作中，学会相互尊重、支持和沟通，培养合作精神。
3. 学生能够认识到科技在音乐领域的应用，提高对科技与艺术融合的认识，培养审美情趣。
本课程针对初中年级学生，结合电子技术和编程知识，以实践性、趣味性和创新性为特点。
在教学过程中，注重培养学生的动手能力、逻辑思维和团队协作能力，使学生在实践中掌握知识，提高技能，培养良好的情感态度价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容1. 电子元件基础知识：讲解电阻、电容、二极管、三极管等基础电子元件的功能和用途，结合教材相关章节，让学生了解电子元件在电路中的作用。
2. LED灯特性与应用：介绍LED灯的基本特性，如亮度、颜色、电压等，并讲解其在音乐频谱显示中的应用。
3. 电路原理与设计：教授简单电路的搭建方法，分析音乐频谱显示电路的原理，指导学生设计符合需求的电路图。
4. 编程知识：结合教材，教授Arduino编程基础知识，如变量、循环、条件语句等，并讲解如何利用编程控制LED灯的亮灭。
5. 音乐信号处理：介绍音乐信号的特点，如何从音频信号中提取频谱信息，以及如何将频谱信息与LED灯亮度对应起来。
6. 实践操作：安排学生进行分组实践，每组设计并搭建一个LED音乐频谱显示装置，通过编程和调试，实现音乐频谱的实时显示。
XX学院实训任务单
编制部门：电子信息工程技术专业编制人：编制日期：年月
、贴片IC的焊接图解。
焊接IC芯片时，用镊子小心地将芯片放到PCB上，使其与焊盘对齐，且要保证芯片的放置方向正确。
用工具按住芯片，烙铁头蘸上少量的焊锡，焊接两个对角位置上的引脚，使芯片固定而不能移动。
然后重新检查芯片的位置是否正确良好，如有问题，可进行调整对准再次焊接。
在位置正确的情况下再焊接其余引脚。
焊接时要保持烙铁尖与被
、元件安装图（安装轻触开关时，请将引脚向外掰开安装;1uf贴片电容比0.1uf
容体积稍大，请注意区分）。
基于蓝牙的音乐频谱仪设计与制作摘要：随着社会的发展，人民经济水平的提高，人们的娱乐活动也成为我们身边重要一项环节，“音乐”是其中重要的娱乐活动之一，在现实生活中人们只重视了音乐在听觉上的享受而忽略了视觉上冲击。
本次研究的是一种基于蓝牙的音乐频谱仪，它是通过蓝牙对手机发射的音频信号进行接收，再通过功率放大以及单片机AD处理和傅里叶分析将音乐的频谱分析显示LED点阵上；我们的优势是功耗低，易于携带。
关键词：音乐；单片机；频谱显示；低功耗一、音乐频谱的制作设计的目的社会的高速发展，人们的压力也倍感增大，这时如何选择释放压力的方式也变得格外的重要，不同的人有着不同的释放压力的方法，如果此时的你比较疲劳，那么坐在家中听音乐是一种很不错的放松方式，然而，如果此时你还能根据音调的不同而让它们呈现在你的眼前，想必此时的你心情会放松挺多，压力感自然也会释放很多。
二、音乐频谱的系统设计音乐频谱是根据音乐声音的高低让LED显示的数目和规律不一样，蓝牙模块进行声音的接收，接收信号提供给两个模块，显示模块是利用采集的音频信号经过电压放大，再进行A/D转换把模拟信号转变成数字信号输送给单片机STC12LE2052AD采集，然后用单片机去驱动LED点阵显示，功率放大模块是将蓝牙采集的声音信号进行功率放大，再用扬声器将声音播放出来。
三、音乐频谱的硬件设计3.1 蓝牙接收模块CC2540是一款完全整合的无线射频功能低功率蓝牙，？数位周边21个通用型输出入界面，2个USART （UART或SPI），全速USB 2.0，2个16位元及2个8位元计时器，专属的连接层计时器用于低功率蓝牙协定时脉，AES128硬体加密/解密功能。
先进的类比周边8通道8到12位元delta-sigma 类比数位转换器，超低功率类比比较器，内建高效能运算放大器。
是一款完整解决方案2.4 GHz系统单晶片，超低消耗功率?C感应器应用可使用一个硬币型电池运作超过一年的时间。
LED音乐频谱显示设备一、设计任务：设计制作一个8×8的LED音乐频谱显示设备，X轴对数表示音乐频谱，Y轴表示相应频率下信号幅度（线性变化，不需对数表示）。
测量音乐信号频率范围为50Hz至18kHz，音乐信号输出有效值为0~300mV。
显示装置如下图所示，每个方框代表一个LED。
O O O O O O O OO O O O O O O OO O O O O O O OO O O O O O O OO O O O O O O OO O O O O O O OO O O O O O O OO O O O O O O O90 180 330 620 1.2k 2.2k 4.1k 7.7k /Hz （中心频率）二、基础要求：1.系统需留有音频插座，用3.5mm音频线输入音频信号，信号有效值为0~300mV，在8×8LED动态显示音乐频谱，并保证：刷新率不低于10Hz。
(50%)三、发挥要求：2.加入渐暗效果，LED由亮变暗需在0.5-1s内渐渐熄灭。
注：点亮时仍立即点亮（10%）3.加入AGC功能，输入信号增益可根据信号幅度自动调整。
(10%)4.扩展显示部分为16×16LED，刷新率30Hz，完成1、2、3。
注：有效值300mV对应点亮16个LED(10%)5.完成4的基础上，频谱泄露尽可能小，输入任一有效值为300mV的正弦波，显示频谱应为单峰，且亮起的LED不超过2列。
（15%）6.其他创新部分。
(5%)附：16×16 LED显示示意如下：O O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O O90 130 180 240 330 450 620 850 1.2k 1.6k 2.2k 3.0k 4.1k 5.6k 7.7k 11k /Hz中心频谱。
自制LED音乐电平详细教程（图解）
制作初衷：
许多朋友都喜欢闲暇的时候放开音响听听动感的音乐来解闷，我也不例外，突然有一天注意到音响上的电源指示灯随音量的高低闪烁变动，极为好看。
我清楚这是音量太大，音响稳压器过载的结果，但是如果能单独有这么个东西该多好，于是我就在网上乱搜结果还真的有，一开始以为非常复杂，没想到有人能亲收制作，于是我就有了一个计划自制一个LED音乐电平。
首先电路图必须有，我不是学电子的，所以搜的
这是10个LED组成的音乐电平电路图，
其次就是选购材料和工具了，在西安电子大楼和中工电子市场转，想要什么就有什么，需要的材料主要有
1.白发蓝LED 50只（实际用20只预防烧掉和其他用途）。
2.试验面包板.链接线一套。
3.稳压电源（3~12V）一个。
4.耳机分支器一个。
5.电位器5K两个。
6.PCB板（40*60cm）。
7.小开关一个。
8.芯片插座和芯片LM3914两个。
9.耳机插孔
10.导线若干。
11.电烙铁焊锡支架焊线等工具。
严格按照电路图在面包试验板上链接好，然后就上电脑耳机输出口通电，试验几次不成功，问了电子电工实训的老师结果是电源没接对，切记这里的三根线，Vcc和Vled 是接电源的正极，GND 是接地也就是负极了。
最后成功了
因为10个LED太少了长度不够，感觉不是很明显，所以就串联一个相同的。
在PCB板上焊好电路
最后挂在墙上配上优美的DJ曲美即了
中国西安。
音乐节奏频谱灯工作原理
音乐节奏频谱灯的工作原理是通过感应音乐的节奏和频率变化，将音频信号转化成电信号，然后经过特定的处理电路将电信号转化为相应的光亮和颜色变化。
具体的工作原理可以描述如下：
1. 音频接收：通过麦克风或音频输入设备，将音乐的声音转化为电信号。
这个过程中，声音将被转换成模拟电压信号。
2. 信号处理：通过一个放大器将模拟电压信号放大，使得信号的幅度与音乐的音量保持一致。
然后，使用一个滤波器去掉低频信号和高频噪音，仅保留音乐中的频谱信号。
3. 频谱分析：使用频谱分析器，将音频信号分解成不同的频率成分。
常见的方法将信号分为不同的频段，如低音、中音和高音等。
4. 控制颜色和亮度：根据频谱分析结果，确定不同频段的音乐强度。
然后为每个频段的信号输出，设计特定的灯光控制电路，控制灯的亮度和颜色随着音乐的频率和节奏变化。
5. 显示灯光效果：根据特定的控制电路和操作程序，将输出信号转化为电流，通过驱动LED灯或其他光源，使其发出相应
的光亮和颜色，实现灯光效果的显示。
整个过程中，灯光效果会随着音乐的节奏和频率的变化而改变，从而呈现出与音乐相匹配的视觉效果。
这种原理适用于各种类型的音乐频谱灯，如舞台灯光、节日灯饰等。
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LED Design and Production of the Music Spectrum Abstract:Electronic information technology has occupied almost the entire appliance industry, with the advances and development of electronic technology on the design of power amplifier features are constantly updated. Closely related to our daily life, power amplifiers in applications of home appliances and digital products are increasingly widespread. With the improvement of living standards, there is a growing emphasis on visual and audio enjoyment. Audio spectrum display can not only show the situation of the signal input but also bring people a perfect visual enjoyment in aspect of aesthetics. In other words, audio spectrum displays are endowed with musical beauty of dynamic, which make abstract electric signal to be reification and substantiation.This paper discusses that using the single-chip and digital signal processing technology could make music spectrum display system controlled by single-chip microcomputer possible. The system is divided into voice acquisition unit, the voice processing unit and display unit. V oice acquisition unit includes the sonic receiving and A/D conversion system. The audio analog signal which is received by sonic receiver unit is transformed by A/D conversion system to be a digital signal and, after that, is sent to the next level of processing. V oice processing unit takes C52 single-chip microcomputer for Fast Fourier Transform Algorithm processing. Display unit receives the final signal to display by controlling 16*16 LED Display Board. In the aspect of software, take the single-chip microcomputer to have DFT, in order to determine the main audio signal spectrum during this period and to control the real time changes of LED brightness and antique with the music beats and the strength, which can make the music spectrum analysis and light show possible.Keywords: SCM singlechip power amplifier A/D conversionFast Fourier Transform Algorithm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 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。
附录 (27)LED音乐频谱设计与制作1 引言LED灯已经充斥于人们生活中的方方面面，例如广场、火车站、机场等公共场所显示重要信息的LED显示屏；商场、电影院外设的LED广告屏；工厂生产线的指示器；人们生活中用到的手电筒等等。
因此LED作为一种能耗低，亮度高，寿命长的灯具，在今后一定会成为主流产品。
而单片机作为一个已经发展了很久的微型计算机，已经具有可靠性高，处理功能强，速度快，低电压，低功耗，控制功能强等特点。
本课题为基于单片机的LED音乐频谱显示器的设计与制作，利用了单片机的处理能力强等特点，通过声音采集，声音处理之后在LED显示屏上显示出跳动的音符。
声音采集单元收集音频信号，送给A/D转换器进行处理，随之输出不同电压的电信号给作为主处理器的89C52单片机。
通过设计并输入程序，是这些电信号在单片机内部进行快速傅立叶变换（主要运算方法为蝶形运算）。
在经过运算处理之后，由行列驱动器驱动16*16LED点阵，控制LED灯的明暗。
这样一来人们听到的音频就成功的转化为可以被视觉接受的跳动的图像画面。
本次设计中，不仅仅可以显示音乐的频谱，还额外添加了图文显示功能。
图文显示功能是通过动态扫描来完成的。
利用人眼的视觉暂留现象，快速的刷新LED的明灭次序，这样就可以展现出一个稳定或者滚动的文字图形。
开机的滚动文字，和图形变换，可以根据输入单片机的程序来改变，这样一来就使使器件更具人性化，也使得设计提升一个档次。
下面就详细介绍该课题的设计与制作过程。
2 LED音乐频谱设计2.1设计思路本次设计的目的是显示音乐频谱，因此设计电路分成以下几个部分：（1）单片机；（2）LED显示屏；（3）行、列驱动器；（4）A/D转换器；（5）显示电路。
原理方框图如图2.1：图2.1 音乐频谱显示器原理方框图2.2硬件及电路设计部分2.2.1单片机电路设计2.2.1.1 STC89C52单片机本次设计利用STC89C52单片机，这是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器,拥有8位CPU以及在系统可变成Flash。
其具有以下标准功能：8K字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。
图2.2 89C52引脚说明2.2.1.2电源电路设计单片机的供电运用LM78L05稳压芯片配合直流稳压电源构成。
直流输入低于15V 的电源，输出为5V（误差小于5%），这样一来就可以满足单片机和其他芯片的供电要求。
单片机的电源电路如图2.3：图2.3 单片机电源电路2.2.1.3 晶振电路设计时钟电路设计一般有内部时钟方式和外部时钟方式两种。
此次设计中采用内部时钟方式，将XTAL1与XTAL2之间跨接一个石英晶振和一个微调电容，形成一个稳定的自激震荡器。
电容值取30pF左右，它的大小会影响震荡频率、振荡器稳定和起振的速度。
为了减少导线之间的寄生电容，晶振和电容必须尽可能靠近单片机来安装，这样才能保证晶振能够稳定可靠的工作。
单片机晶振电路如图2.4：图2.4 单片机晶振电路2.2.1.4 复位电路设计复位电路是用来维持单片机最小系统运行的基本电路。
复位电路分为上电复位和手动复位两种方式。
图2.5 上电复位图2.6 手动复位有的时候系统在运行过程中会出现程序出错的情况，在程序开发过程中，经常需要手动复位。
