VFD 时钟万年历、音乐频谱

netbeetle · 发表于 2019-5-12 17:43:21

做个音乐频谱一直是自己的梦想，现在终于初步做好一个雏形。屏采用的是丰田卡罗拉车机拆机VFD屏，做频谱嘛，VFD是首选，VFD迷人的淡绿色荧光有着独特的魅力。
板上配置：
1、主控是STM32F303CCT6，ARM M4核心，带单精度浮点运算单元，带256KB FLASH和48KB RAM满足天气JSON数据解析需求；
2、BH1750FVI 光照度传感器用于屏自动亮度控制；
3、高通GT3231M字库提供汉字字模；
4、DS3231M时钟芯片；
5、ST原装M24M01 Flash芯片用于储存工作参数，原来用的24C08，但是一直不太稳定，换用M24M01后稳定可靠；
6、BA3121 地隔离放大器，用于处理音频环地噪音；
7、AD828AR运算放大器，用来放大频谱音乐信号；
8、VFD灯丝电源采用MP2359+LM9022组成的约30KHZ的驱动电路；
9、VFD栅极高压采用国产DC-DC神器XL6007，提供最高60V的电压；
10、ESP-12E ESP8266WIFI模块，用于获取天气和时钟数据。
开发环境是Keil 5.27 +ST官方HAL库函数；音频数据采集采用ADC　DMA模式采集；傅里叶运算采用ST官方DSP库函数，频谱显示中的一些运算采用ARM DSP库函数。工作参数调节可以通过红外遥控器和PC端上位机软件。

黯然销魂 · 发表于 2019-5-12 17:58:56

来一个纯频谱，不带其它任何功能的

netbeetle · 发表于 2019-5-12 18:53:44

黯然销魂发表于 2019-5-12 17:58
来一个纯频谱，不带其它任何功能的

做了个，用的专用频谱屏，但是没有深度优化

触景情伤 · 发表于 2019-5-12 18:54:14

有个温湿度就行了，天气没必要用…时钟还是简简单单比较好，农历也可以不用了

慕容夜天 · 发表于 2019-5-12 19:02:51

功能不错，有没有具体尺寸及造价，或着成品出吗？

joyspace · 发表于 2019-5-12 19:12:16

我也发一个, 没有音乐频谱的

后海 · 发表于 2019-5-12 19:13:18

羡慕会玩单片机的大佬

guxing7351 · 发表于 2019-5-12 19:34:59

这个要出套件么

10655188 · 发表于 2019-5-12 20:07:11

会玩单片机的就是任性

netbeetle · 发表于 2019-5-12 21:33:08

guxing7351 发表于 2019-5-12 19:34
这个要出套件么

成本高，应该没有人会买。比如前后亚克力板+8根固定铝柱+垫片螺丝就40多块，屏幕成本25左右，PCB 10块，单片机12左右，剩下的芯片也要几十块。

黯然销魂 · 发表于 2019-5-12 23:36:41

netbeetle 发表于 2019-5-12 18:53
做了个，用的专用频谱屏，但是没有深度优化

便宜卖不？？

netbeetle · 发表于 2019-5-13 01:11:37

黯然销魂发表于 2019-5-12 23:36
便宜卖不？？

呵呵，现在是一屏难求，哈。还是不卖了。齐声功放的全新屏，PCB板我自己设计的。

infozx · 发表于 2019-5-13 08:50:09

厉害了，这么多功能? 感觉不仅仅是时钟，做成了开发板。

wulishui · 发表于 2019-5-13 09:04:09

netbeetle 发表于 2019-5-12 18:53
做了个，用的专用频谱屏，但是没有深度优化

我看到淘宝上卖的“频谱”视频，根本是在乱跳，和音乐成分基本无关

石榴很新鲜 · 发表于 2019-5-14 08:00:57

这个不错，我那个剑舞的坏了还不会修，哈哈

netbeetle · 发表于 2019-5-14 09:55:59

本帖最后由 netbeetle 于 2019-5-14 09:58 编辑

wulishui 发表于 2019-5-13 09:04
我看到淘宝上卖的“频谱”视频，根本是在乱跳，和音乐成分基本无关

我说下淘宝那些为什么会这样。其实我们听到的音乐是N个频率叠加而成复音。而人的耳朵是听不出每个频率的能量大小的，我们只对声音的总能量俗称音量敏感。而现在数码方法出来的频谱都是通过傅里叶运算，分离各个频率的能量幅值，然后显示出来。如果单纯性的显示出来，就会看起来没有规律。其实如果不做任何的处理，在聆听单一乐器，比如钢琴的时候，也能明显的看到每个音响起时，频谱不同普条的变化。但是如果是流行乐，乐器一多，就不那么明显了。加上很多制作频谱的对数字采样理解不足，不知道到底应该如何采样。比如我看多很多程序，都是在一个for循环里面，连续的采集需要的数据，这样采集的结果其实是一个频率周围连续的N个（N采样数量）数据，而不是全频段的，采集下来的数据可以看成是某频率周围的能量泄漏数据，所以用这种数据现实出来的结果就类似一个跳动的正弦波（理论上也是这样）。对于如何采样在《数字信号处理》里面有明确的说明，有兴趣可以看下。另外只要对傅里叶运算的结果矢量叠加一部分总的能量，这样看起来就和音乐同步有节奏感了，也保留了个频率的不同节奏。再根据不同的音乐调整每秒的采样次数，比如流行乐和舞曲要是采用相同的采样次数，看起来就没有那么的有规律了。以上我说的都需要大量的数字运算，C51这样的MCU是无法胜任的，所以不要指望一个用C51系列做出来的频谱有多好的效果。另外还可以加上一些自动增益，保证显示不会因为音量小时完全无显示，音量大时全部冲顶。反正这东西原理简单，要做好了，也不易。