STM32音乐频谱分析要点

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关于STM32在程序中间修改PWM值的总结（原创）

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关于 STM32在程序中间修改 PWM值的总结（原创）
首先在STM32库函数里有这样一个函数 void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
若TIM3_PWM_Init(7200,100)//设置频谱7200.分频100
若想要在程序进程中修改频率需要函数TIM_SetAutoreload(TIM3,arr); 这个函数就是手动更改 TIMx->ARR 的意思使能预装载ARPE 可以保证ARR在更新事件到来时（或者你说的周期结束）被送到影子寄存器如果不使能ARPE, 写入的ARR值立即生效；
所以最终在程序进程中修改我们的pwm需要通过 TIM_SetCompare2(TIM3,pwmval); TIM_SetAutoreload(TIM3,arr); 两个函数实现。
我们初始化定时器得到得频率为PWM频率=72000000/7200=10000hz 10000/100=100hz; TIM_SetCompare2(TIM3,pwmval);函数调节占空比；占空比为arr/pwmval；
占空比在3,pwmval);

频谱分析原理与实现方法

未来随着技术的不断发展，我们将有更多高效的算法和工具用于频谱分析，以更好地服务于科学研究和实际应用。
谢谢观看
F(ω) = ∫f(t)e^(-iωt) dt
其中，F(ω)是信号的频谱，f(t)是信号的时域表示，ω是角频率，i是虚数单位。
3、快速傅里叶变换
快速傅里叶变换（FFT）是一种高效计算傅里叶变换的算法。与直接计算傅里叶变换相比，FFT算法能够大大减少计算时间和内存占用。FFT算法基于对称性和周期性将信号分解成多个子信号，然后对每个子信号进行傅里叶变换。在实际应用中，我们通常使用FFT算法来进行频谱分析。
MATLAB的优势在于其强大的矩阵计算能力和图形界面，使得频谱分析和可视化变得简单直观。然而，MATLAB的缺点是运算速度相对较慢，对于大规模数据集的处理有一定限制。
Python的SciPy库在处理大规模数据集时具有优势，它的并行计算功能可以大大提高运算速度。此外，SciPy库还提供了许多高级的信号处理函数和算法，使用户能够更加灵活地进行频谱分析。但是，Python相对于MATLAB来说，其图形界面和易用性稍逊一筹。
(3)噪声信号：噪声信号的频谱分析有助于我们了解噪声的来源和特性。例如，通过分析环境噪声的频谱分布，我们可以评估噪声对人类生活和健康的影响。
对比分析不同工具箱的优缺点，总结实践经验。
在频谱分析实践中，除了MATLAB之外，还有其他工具箱或软件可以用于频谱分析，如Python的SciPy库、R语言的signal包等。这些工具箱或软件都提供了傅里叶变换和FFT算法的实现，但各具特点。
R语言的signal包功能全面，提供了丰富的信号处理函数和分析工具。然而， R语言在处理大规模数据集时的速度不如Python和MATLAB，且其图形界面不如 MATLAB直观。

使用STM32测量频率和占空比的几种方法

（纯干货）使用STM32测量频率和占空比的几种方法
使用平台：官方STM32F429DISCOVERY开发板，180MHz的主频，定时器频率90MHz。

相关题目：
（1）测量脉冲信号频率f_O，频率范围为10Hz～2MHz，测量误差的绝对值不大于0.1%。

（15分）
（2）测量脉冲信号占空比D，测量范围为10％～90％，测量误差的绝对值不大于2%。

（15分）
思路一：外部中断
思路：这种方法是很容易想到的，而且对几乎所有MCU都适用（连51都可以）。

方法也很简单，声明一个计数变量TIM_cnt，每次一个上升沿/下降沿就进入一次中断，对TIM_cnt++，然后定时统计即可。

如果需要占空比，那么就另外用一个定时器统计上升沿、下降沿之间的时间即可。

缺点：缺陷显而易见，当频率提高，将会频繁进入中断，占用大量时间。

而当频率超过100kHz时，中断程序时间甚至将超过脉冲周期，产生巨大误差。

同时更重要的是，想要测量的占空比由于受到中断程序影响，误差将越来越大。

总结:我们当时第一时间就把这个方案PASS了，没有相关代码（这个代码也很简单）。

不过，该方法在频率较低（10K以下）时，可以拿来测量频率。

在频率更低的情况下，可以拿来测占空比。

思路二：PWM输入模式
思路：翻遍ST的参考手册，在定时器当中有这样一种模式：
简而言之，理论上，通过这种模式，可以用硬件直接测量出频率和占空比。

当时我们发现这一模式时欢欣鼓舞，以为可以一步解决这一问题。

一种基于STM32F103C8T6单片机DSP库的音乐频谱

2020年软件2020, V ol. 41, No. 4一种基于STM32F103C8T6单片机DSP 库的音乐频谱谢志平（广东省技师学院，广东惠州 516100）摘要: 利用STM32单片机内部的DSP 库功能，将外部输入的音乐信号放大后再送入单片机内部的A/D 转换器，运用STM32内部DSP 库功能进行FFT 运算，采用中断扫描技术，将音乐信号的频谱在32X64全彩点阵屏进行显示，能对音乐信号的频谱进行简单的分析，实现多种随音乐节奏舞动的视觉效果。

关键词: 单片机；DSP 库；FFT ；中断扫描技术中图分类号: TP3 文献标识码: A DOI ：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.04.042本文著录格式：谢志平. 一种基于STM32F103C8T6单片机DSP 库的音乐频谱[J]. 软件，2020，41（04）：200 202+228A Music Spectrum Based on DSP Library of STM32F103C8T6 MicrocontrollerXIE Zhi-ping(Guangdong technician college, huizhou 516100, China )【Abstract 】: Use of STM32 MCU internal DSP library function, the music of external input signal amplification and then sent into single chip microcomputer internal A/D converter, use STM32 internal DSP library functions for FFT arithmetic, using interrupt scanning technology, the music signal spectrum in 32 x64 lattice screen for display, full-color to simple music signal spectrum analysis, realize the visual effect of A variety of dance with the music rhythm.【Key words 】: Single chip microcomputer; DSP library; FFT; Interrupt scanning technique0 引言任何周期函数，都可以看作是不同振幅，不同相位正弦波的叠加。

基于STM32的音频信号分析设计与实现

基于STM32的音频信号分析设计与实现作者：梁方舟李金泉黄训磊王玉花来源：《现代电子技术》2014年第01期摘要：基于ARM Cortex⁃M3内核的32位处理器STM32F103和快速傅里叶变换（FFT）算法实现了音频信号频谱的分析。

整个系统由前级信号调理、A/D采样电路、CPU运算电路和LCD显示电路等组成。

实验表明，系统能够检测20 Hz～10 kHz范围内的频率成份并显示音频信号频谱，该方案成本低，具有一定的应用价值。

关键词：音频信号； FFT； STM32；基⁃4时间抽取中图分类号： TN911.7⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）01⁃0019⁃03音频信号分析应用于音频制作、信号分析等领域，如音频设备的研发与生产、低频信号的综合分析等。

本设计利用频谱分析原理来分析被测音频信号的频率、频谱，传统的频谱分析方法有扫频法、数字滤波法。

采用STM32实现快速傅里叶变换（FFT）设计方案，通过FFT把被测的音频信号由时域信号转换为频域信号，将其分解成分立的频率分量。

1 系统设计音频信号通过前级信号处理电路放大和滤波及模数转换，经STM32进行FFT运算后获得信号的频谱，单片机控制A/D转换器实时采集信号，频谱在液晶屏扫描显示。

单片机采用ST 公司的低功耗STM32F103ZET6 32位单片机，其内部含有3个12位16通道A/D转换模块和2个12位D/A转换模块。

系统框图如图1所示。

1.1 信号调理与采集设计思想：为满足输入信号较大的动态范围，必须在信号进行A/D转换前进行合理的处理，使其在A/D量化范围内达到量化精度最高，该方法相当于AD位数的增加。

本设计要求输入信号幅度范围（峰⁃峰值）为0.01 mV～10 V，即100 dB的输入信号动态范围。

设定ADC 芯片的最小输入信号峰⁃峰值为500 mV，再设定ADC的输入动态范围为20lg（10 V/500 mV），即26 dB，故需要5路放大电路，每一路放大倍数固定，分别为62 400，8 000，400，20，1倍。

STM32官方DSP的FFT库使用

STM32官方DSP的FFT库使用STMicroelectronics提供了用于STM32系列微控制器的官方DSP库，其中包括了快速傅里叶变换（FFT）的实现。

FFT是一种将时域信号转换为频域信号的算法，常用于音频处理、图像处理、通信系统等领域。

使用STM32官方DSP库中的FFT功能，需要以下几个步骤：2. 配置工程：在工程的编译选项中，确保已启用浮点运算支持。

这可以通过设置编译器选项“-u _printf_float”来实现。

3.初始化FFT配置：在使用FFT之前，需要初始化FFT的配置，包括长度、窗函数、比例缩放系数等。

例如，对于一个长度为N的FFT，可以使用arm_cfft_radix4_init_f32函数来初始化：```arm_cfft_radix4_instance_f32 S;arm_cfft_radix4_init_f32(&S, N, 0, 1);```4.执行FFT变换：在进行FFT变换之前，需要准备好输入缓冲区，并确保输出缓冲区具有足够的大小来存储FFT的结果。

例如，如果要对一个长度为N的实数序列进行FFT变换，可以使用arm_cfft_radix4_f32函数：```float32_t input[N];float32_t output[N*2];//将输入数据复制到输入缓冲区arm_cfft_radix4_f32(&S, input);//处理输出数据```注意，为了存储FFT结果中的实部和虚部，输出缓冲区的大小应为FFT长度的两倍（N*2）。

5.访问FFT结果：FFT变换的结果保存在输出缓冲区中。

对于每个频率分量，实部和虚部分别存储在相邻的位置上。

例如，要获取第n个频率分量的实部和虚部，可以使用以下代码：```float32_t re = output[2*n];float32_t im = output[2*n+1];```以上是使用STM32官方DSP库进行FFT的基本步骤。

单片机实现音乐频谱

还省去了部分限流电阻,食人鱼 LED 有四个引脚，便于手工焊接，大量减少跳线。
图二 MCU 部分的原理图
）（灯吸呼键摸触
色：：：颜
图三点阵驱动电路图 (三) 编程思路
1) 在主函数中，单片机通过 AD 对音频数据采样，然后存放到数据缓存区进行预处理，完成 AD 滤波处理，自动增益控制信息扫描以及其他信息处理。接着，将缓存区数据送入快速傅立叶变换（FFT）处理子函数进行运算。处理完后，从缓存区取出运算结果，根据得到幅值计算出点阵的显示数据，并存储到显示缓存区。
a) 采用 USB 接口供电，并且对 USB 接口进行了扩展。在没有额外占用电脑主机 USB 接口情况下，随时随地给系统供电；
b) 加入了触摸键设计，以及震动反馈。当触摸键响应时有震动反馈，及声光提示，如今很多触屏手机也有这种时尚设计;
c) 加入 ThinkPad 笔记本上的经典呼吸灯指示设计。如夏日里的萤火虫，一闪一闪亮晶晶，不仅有趣还能指示系统工作状态；
好的声音效果，其各段频率成分应该有一定的比例，录音的时候，录音师操作调音台就可以使各段频率的成分得到调整。由于各种乐器的基频高低是不同的，所以，也可以使各种乐器之间的声音比例得到调整，常见的是把频率由低至高分成 5 段或 7 段、10 段或 15 段，有经验的录音师或音乐家能听出哪里（哪个频率段）“空”了，即这个频段弱。哪里“鼓了个包”，即这个频段过强。通过均衡器可以把这些予以弥补。又因为每个人对音乐中频率分布的欣赏标准是不同的，因此，各位录音师掌握的尺度也不同，显示出各自的风格。
小贴士（1）：根据 STC12A32S2 单片机的资源情况，最多只有 1280B RAM，我们取 64 点的 FFT 就可以满足要求，还

基于STM32的多功能音乐播放器设计

• 123•基于STM32的多功能音乐播放器设计绵阳职业技术学院罗金生王荣海李岷刘成以音乐播放器为研究对象，提出一种基于STM32的音乐播放器的硬件和软件的设计方法，系统以STM32F103ZET6为控制核心，音频解码芯片VS1053B实现音频数据解码，挂载FATFS文件系统实现对SD卡中的音频文件进行读取，利用FFT快速傅里叶变换将音频信号转为频谱，加入了一个小型GUI显示界面配合OLED显示屏，实时的将界面、播放状态以及频谱生动的展示出来，此外还加入了蓝牙音频功能，通过手机蓝牙即可连接播放器播放音乐。

实验表明，该音乐播放器连接耳机能流畅播放多种格式的音乐文件，具有多功能、高性能、低功耗、操作方便、稳定可靠等特点。

引言：音乐可能是人类史上最古老、最具普遍性以及感染力的艺术形式之一。

音乐能提高人的审美能力，净化人们的心灵，树立崇高的理想。

不论时代怎么发展，人们的生活娱乐都离不开音乐。

因此，设计一款简单实用，多功能化的音乐播放器完全可以符合人们的爱好及需求。

本文介绍一种基于STM32F103处理器的SDIO接口模块及外围音频解码芯片实现一个SD卡的音乐播放器，它读取存储在SD卡里的音频格式文件，并通过立体声音解码芯片输出，能进行频谱显示，还可以通过手机蓝牙与其连接播放音乐等功能。

1.系统硬件电路设计基于STM32F103VET6微控制器所设计的MP3播放器，主要包括：存储模块、蓝牙音频模块、音频解码模块、显示模块。

系统方案设计的系统框图如图1所示。

主控制器芯片，利用其SDIO接口不断读取SD卡音频文件送入缓存区；使用了三组SPI接口，第一组SPI接口将读取的音频数据流送至音频解码芯片VS1053进行解码，第二组SPI接口连接了字库存储芯片，用于显示歌曲名等，第三组SPI接口连接OLED显示屏幕实现人机交互以及显示歌曲信息和频谱等；使用了一个定时器、一个DMA以及一个ADC通道实时快速采集音频输出，并利用FFT将其从时域转换为频域；使用通用IO控制蓝牙以及音频切换芯片和键盘。

stm32的傅里叶变换库

stm32的傅里叶变换库傅里叶变换（Fourier Transform）是数字信号处理(DSP)中一种重要的技术，可以将一个信号从时域转换为频域。

STMicroelectronics公司的STM32系列微控制器是业界广泛使用的ARM Cortex-M内核的产品之一，它在硬件和软件方面都提供了强大的处理能力和丰富的资源。

对于使用STM32进行傅里叶变换的应用，STMicroelectronics公司也提供了一些相关的软件库和驱动。

在STM32的傅里叶变换库中，一种常见的实现是通过使用Fast Fourier Transform（FFT）算法来进行傅里叶变换。

FFT是一种快速且高效的计算离散傅里叶变换（DFT）的算法，它将原本需要O(N^2)次乘法运算的DFT算法降低到仅需要O(NlogN)次运算。

在STM32的傅里叶变换库中，提供了一系列用于不同数据类型和长度的FFT函数。

一个常见的应用是在音频处理中对音频信号进行频谱分析。

例如，我们可以将音频信号采样后进行FFT处理，得到频谱数据，从而实现音频频谱的可视化。

在STM32的傅里叶变换库中，有一些函数可用于将采样的音频信号进行FFT处理，并获得频谱信息。

另一个常见的应用是图像处理中的频域滤波，可以通过傅里叶变换将图像从空域转换到频域，然后对图像在频域中进行滤波处理，最后再通过逆傅里叶变换将图像恢复到空域。

在STM32的傅里叶变换库中，也提供了一些函数用于实现频域滤波。

除了FFT算法，STM32的傅里叶变换库中还包括其他相关算法和函数，例如卷积、相关、自相关等。

这些函数可以用于实现一些其他信号处理应用中的功能。

在使用STM32的傅里叶变换库时，我们需要了解一些基本的使用方法。

首先，我们需要初始化相应的库，并配置好相关的参数，例如采样频率、采样点数和数据类型。

然后，我们可以使用提供的函数对输入数据进行处理，并获得相应的输出结果。

最后，我们可以根据输出结果进行相应的应用。

基于STM32的PWM音乐播放器应用设计

基于STM32的PWM音乐播放器应用设计摘要：PWM（脉冲宽度调制）音乐播放器是一种利用STM32系列微控制器的PWM输出来生成音频信号实现音乐播放的应用。

本文将介绍一个基于STM32的PWM音乐播放器的应用设计，包括硬件设计和软件设计。

1.引言PWM音乐播放器是一种简单且成本低廉的方式来实现音乐播放。

由于STM32系列微控制器具有PWM输出功能，并且具备足够的计算能力，因此非常适合用来设计PWM音乐播放器。

本文将介绍如何设计一个基于STM32的PWM音乐播放器的应用。

2.硬件设计硬件设计包括STM32微控制器的选择和PWM输出电路的设计。

2.1STM32微控制器的选择选择合适的STM32微控制器是设计PWM音乐播放器的关键。

首先要考虑到音频数据的存储和处理能力，可以选择具有足够存储空间和计算能力的STM32微控制器。

另外，PWM输出的质量也非常重要，因此要选择具有高分辨率PWM输出的STM32微控制器。

推荐选择STM32F4系列微控制器，例如STM32F4072.2PWM输出电路的设计PWM输出电路的设计是为了保证音频信号的质量和输出功率。

可以使用一个低通滤波器来过滤PWM输出信号，以消除高频成分，然后将滤波后的信号放大，以增加输出功率。

在PWM输出电路中，还可以添加一些保护电路，以预防意外的电压过冲或过电流等情况。

3.软件设计软件设计包括音频数据的处理和PWM输出的控制。

3.1音频数据的处理音频数据可以从存储器或外部设备中读取，然后进行解码和处理。

可以使用一些常见的音频格式，如MP3或WAV，来存储音频数据。

可以使用适当的库或算法来解码音频数据，并将其转换为适合PWM输出的格式。

在将音频数据转换为PWM输出格式之前，可以应用一些音效或滤波器，以改变音频的音效或调整音频的频率等。

3.2PWM输出的控制PWM输出可以通过设置定时器和占空比来控制。

可以根据音频数据的采样率和音频输出的所需频率来设置定时器的频率。

毕业设计-频谱显示的音乐播放器

关键词：单片机；音频；快速傅里叶变换（FFT）；频谱显示
I
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
Abstract
This design is a single-chip computer with spectrum display function based on music player, through a design of hardware and software of low cost, to realize the music playing function. At the same time achieving music spectrum dynamic display, so that people can easily enjoy music brought joy. Music playing part is composed of a single-chip computer, the SD card module circuit, power amplifier circuit, a function key circuit and power supply circuit. Through the single-chip computer, using serial peripheral interface (SPI) protocol on the SD card, and the WAV music file is read. The WAV file with pulse width modulated sampling rate (PWM). Pulse width modulation (PWM) and the two order filter circuit converts the digital signal into analog signals, and the audio power amplifier module amplifies the signal to drive reducing audio speaker. Spectrum display part is composed of a single-chip computer and LED lattice part. When the music is played, the analog signal is collected by A/D converter in the single-chip computer. The 128 sampling points are analyzed by the Fast Fourier Transform (FFT) algorithm. And then taking the amplitude, driving LED lattice. And the corresponding LED is lighted.

音乐信号频谱分析

等处理
利用双线性变换设计IIR滤波器( 巴特沃斯数字低通滤波器的设计)"，首先要设计出满足指标
要求的模拟滤波器的传递函数Ha(s), 然后由Ha(s)通过双线性变换可得所要设计的IIR滤波器的
系统函数H(z)
如果给定的指标为数字滤波器的指标，则首先要转换成模拟滤波器的技术指标，这里主要是边界频率Wp和Ws的转换，对ap和as指标
2.语音信号的采集
但过高的采样频率并不可取，对固定长度(T)的信号，采集到过大的数据量 (N=T/△t)，给计算机增加不必要的计算工作量和存储空间
若数据量(N)限定，则采样时间过短，会导致一些数据信息被排斥在外
采样频率过低，采样点间隔过远，则离散信号不足以反映原有信号波形特征，无法使信号复原，造成信号混淆
3.低通滤波器的设计
plot(x2)
subplot(2,1,2)
title('IIR低通滤波器滤波后的时域波形')
%画出滤波前的时域图 plot(fl) sound(fl, 44100)
title('IIR低通滤波器滤波前的时域波形')
%画出滤波后的时域图
%播放滤波后的信号
3.低通滤波器的设计
1 散的数字语音信号
采样也称抽样，是信号在时间上的离散化，即按照一定时间间隔△t在模拟信号x(t)上逐点采取其瞬时
2值
采样时必须要注意满足奈奎斯特定理，即采样频率fs必须以高于受测信号的最高频率两倍以上的速度进
3 行取样，才能正确地重建波它是通过采样脉冲和模拟信号相乘来实现的 4 在采样的过程中应注意采样间隔的选择和信号混淆：对模拟信号采样首先要确定采样间隔 5 如何合理选择△t涉及到许多需要考虑的技术因素 6 一般而言，采样频率越高，采样点数就越密，所得离散信号就越逼近于原信号

STM32音乐频谱分析报告

STM32 音乐频谱分析2011-12-11 03:06:03| 分类：制作类 | 标签： |举报 |字号大中小订阅呵呵，在昨天的基础上，进行了改进。

采样频率为12.3Khz，256点FFT。

视频：其实这玩意不难做，音频信号采集，我的方法是将电脑出来的信号用TDA2822放大，然后给单片机AD口，剩下就是软件上的了。

说起TDA2822，还是挺不错的一款功率放大芯片，本只想用来做信号放大用的，但baidu了下它和看它的数据手册，都多用来做小功率功放。

呵呵，那就也做一个吧。

TDA2822的典型应用电路如下：这电路很普通，没什么特别，参数也不用调整，直接搭出来，就正常的工作。

接下来就是将放大后的信号给单片机，这里问题就来了，电路中C4，C5是干什么，给单片机的话要不要加？于是开始baidu，google，但没找到合适解答，于是翻了翻模电书，里面还真讲到功率放大器，，TDA2822是OTL功放，输出电容起耦合作用，因为OTL功放在在静态时输出端都会有Vcc/2伏的输出，这样会搞坏喇叭，所以需要加个电容，隔离。

单片机处理的话就不用输出电容了。

如果用示波器一看，结果就很明显，如下图，下面的信号是加了电容，上面是没加。

做好电路后理所当然的准备将功放输出端接到单片机上，但突然一想，不对啊，功放我给11.1V供电，那输出不就有5V左右电压？而STM32是3.3V！不烧了才怪！幸好TDA2822工作电压范围在1.8~12V间，所以就给它3.3V行了。

这样一来基本就没问题了。

第二个的输出电容还是保留，作个对比。

好了，接下来就是程序了。

首先就得确定采样率，就是间隔多久采一个点。

刚开始不是很懂，用的40kHz，也成，但要是做音频频谱分析没必要那么高了。

这里有些资料：音频的频率范围及表现力度音频的频率范围、音质的评价标准一般认为20Hz－20kHz是人耳听觉频带，称为“声频”。

这个频段的声音称为“可闻声”，高于20kHz 的称为“超声”，低于20Hz的称为“次声“。

stm32f407fft汉明窗代码

stm32f407fft汉明窗代码【原创实用版】目录1.STM32F407FFT 汉明窗代码概述2.STM32F407FFT 汉明窗的作用3.STM32F407FFT 汉明窗的实现方法4.STM32F407FFT 汉明窗的优点与局限性5.总结正文一、STM32F407FFT 汉明窗代码概述STM32F407 是一款高性能的微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。

在音频处理、图像处理等领域，FFT（快速傅里叶变换）算法有着重要作用。

然而，在实际应用中，由于数据窗函数的影响，频谱分析的结果可能存在误差。

为了减小这种误差，汉明窗作为一种常用的窗函数，被广泛应用于 FFT 算法中。

二、STM32F407FFT 汉明窗的作用汉明窗的主要作用是对输入数据进行加权，使得频谱分析的结果更加精确。

通过汉明窗处理后的数据，可以减小旁瓣（泄漏）和旁频（混叠）的影响，提高频谱分析的准确性。

三、STM32F407FFT 汉明窗的实现方法在 STM32F407 上实现 FFT 汉明窗，主要可以分为以下几个步骤：1.导入所需的库文件，如 STM32F4xx.h、STM32F4xx_rcc.h、STM32F4xx_gpio.h 等。

2.定义汉明窗的窗函数系数。

汉明窗的窗函数系数可以根据窗函数的长度进行计算。

3.初始化 FFT 的相关参数，包括数据长度、窗函数长度、汉明窗系数等。

4.编写 FFT 算法的函数，实现快速傅里叶变换。

在这个过程中，需要使用到汉明窗的窗函数系数，对输入数据进行加权处理。

5.编写一个主函数，用于调用 FFT 算法的函数，并输出分析结果。

四、STM32F407FFT 汉明窗的优点与局限性汉明窗在 STM32F407FFT 中的应用，具有以下优点：1.可以有效减小旁瓣和旁频的影响，提高频谱分析的准确性。

2.汉明窗的窗函数系数计算简单，易于实现。

然而，汉明窗也存在一定的局限性：1.汉明窗的窗函数系数不是恒定的，而是随着窗函数长度的变化而变化。

基于STM32DSP库的音乐频谱设计

基于STM32DSP库的音乐频谱设计音乐频谱设计是指将音频信号转换为频谱表示，以便可视化和分析音频信号中的频率成分。

在STM32系列微控制器上，可以使用STM32DSP库来实现音乐频谱设计。

STM32DSP库是针对STM32系列微控制器的数字信号处理库，提供了一系列的函数和算法用于实现音频信号的处理和分析。

在使用DSP库进行音乐频谱设计时，主要包括以下几个步骤：1.音频输入：首先需要将音频信号输入到STM32微控制器中，可以通过外部音频输入设备或者内部音频模块将音频信号输入到STM32的ADC模块中。

2.采样和滤波：使用STM32ADC模块对音频信号进行采样，并采用数字滤波器对信号进行去噪和滤波操作，以提高频谱分析的准确度。

3.快速傅里叶变换（FFT）：使用STM32DSP库中的FFT函数对音频信号进行快速傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号。

4.频谱显示：将频域信号表示为频谱图形，可以使用LCD显示模块或者LED灯阵列来实现频谱可视化。

可以使用STM32的GPIO和SPI接口来连接LCD模块或者LED灯阵列。

5.频谱分析：对频谱进行分析，可以计算不同频率范围内的能量峰值、频率分布等信息，以实现音乐频谱的可视化效果。

在进行音乐频谱设计时，还可以结合其他音频处理算法，如均衡器、动态压缩等来改善音频效果。

可以使用STM32DSP库中的滤波、压缩等函数来实现这些功能。

总结起来，基于STM32DSP库的音乐频谱设计主要包括音频输入、采样和滤波、FFT变换、频谱显示和分析等步骤。

通过使用STM32系列微控制器和DSP库的优势，可以实现高效、准确的音乐频谱设计，为音频应用提供更好的用户体验。

stm32 离散傅里叶变换公式

随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域中得到了广泛应用。

嵌入式系统具有体积小、功耗低、成本低等特点，能够在各种环境中稳定运行，因此受到了越来越多的关注和应用。

而在嵌入式系统中，STM32系列芯片因其性能强大、丰富的外设接口和灵活的扩展性而备受关注。

其中，离散傅里叶变换（DFT）作为一种重要的信号处理算法，在嵌入式系统中也得到了广泛的应用。

1. 离散傅里叶变换的概念离散傅里叶变换是傅里叶变换的一种形式，它将信号从时域转换到频域。

在嵌入式系统中，由于信号通常是以离散的形式存在的，因此离散傅里叶变换能够帮助我们分析和处理这些离散信号。

在数字信号处理、通信系统、图像处理等领域中，离散傅里叶变换都有着广泛的应用。

2. STM32芯片中的离散傅里叶变换STM32系列芯片内置了许多功能强大的外设和模块，其中就包括离散傅里叶变换模块。

在STM32的标准外设库（StdPeriph）中，提供了丰富的API函数用于离散傅里叶变换的实现。

开发者可以通过调用这些函数，直接在STM32芯片上对信号进行离散傅里叶变换，而无需额外的外部模块或器件。

3. 离散傅里叶变换的原理和算法离散傅里叶变换的核心是傅里叶变换的离散化处理。

在实际应用中，离散傅里叶变换通常使用快速傅里叶变换（FFT）算法来实现，这是一种高效的算法，能够在计算复杂度上大大降低。

通过FFT算法，可以将离散信号快速、准确地转换到频域中，从而实现信号的频谱分析和频率特征提取。

4. 在STM32芯片中实现离散傅里叶变换在STM32芯片中实现离散傅里叶变换，通常需要以下几个步骤：- 初始化离散傅里叶变换模块：通过调用相应的初始化函数，对离散傅里叶变换模块进行配置和初始化。

- 准备输入信号数据：将待处理的离散信号数据加载到对应的缓冲区中，准备进行离散傅里叶变换处理。

- 调用离散傅里叶变换函数：通过调用STM32提供的API函数，对输入信号数据进行离散傅里叶变换处理。

- 获取处理结果：获取离散傅里叶变换后的频域数据，对其进行进一步的分析和处理。

单片机音乐频谱

单片机音乐频谱一、概述在单片机应用领域中，音乐频谱的设计与实现是一项常见且有趣的任务。

音乐频谱是指将音频信号的频率内容进行可视化展示的一种方法，通过频谱图可以直观地观察到音频信号的频谱特性。

本文档将详细介绍如何利用单片机实现音乐频谱的设计与实现。

二、硬件设计1.选择合适的单片机：根据实际需求选择适用的单片机，考虑到处理速度和存储容量等因素。

2.音频输入：通过选择合适的音频输入模块，将音频信号输入到单片机中。

可以选择模拟输入或数字输入方式。

3.FFT转换器：使用FFT（Fast Fourier Transform）转换器将音频信号从时域转换为频域，并计算频谱数据。

4.LED显示屏/柱形图显示模块：使用LED显示屏或柱形图显示模块，将频谱数据转化为可视化的频谱图展示。

三、软件设计1.ADC采样：在单片机中配置ADC模块，以一定的采样频率对音频信号进行采样，将其转换为数字信号。

2.数据处理：对采样得到的音频数据进行预处理，例如进行加窗处理，以减小频谱泄漏的影响。

3.FFT计算：通过调用FFT算法库，对预处理后的音频数据进行FFT计算，得到频谱数据。

4.数据显示：将计算得到的频谱数据通过LED显示屏或柱形图模块进行可视化展示。

四、调试与优化1.验证硬件连接：确保单片机与音频输入模块、显示模块等硬件连接正确。

2.调试采样频率：根据实际需求，调整ADC采样频率，以确保采样频率能够满足音频信号的频率范围。

3.调试FFT参数：根据实际需求，调整FFT参数，例如采样点数、窗函数类型等，以优化频谱分辨率和计算速度。

4.优化显示效果：通过调整频谱数据的灵敏度、颜色映射等参数，优化频谱图的展示效果。

五、附件1.单片机音乐频谱原理图：附带单片机音乐频谱的硬件连接图，方便实际搭建与调试过程中的参考和理解。

2.单片机音乐频谱代码示例：提供一个完整的单片机音乐频谱的软件代码示例，包括初始化配置、FFT计算、数据显示等部分。

六、法律名词及注释1.单片机：也称为微控制器，是一种包含处理器核心、存储器和外设功能的集成电路芯片，用于控制电子设备的工作。

基于STM32的OLED音乐频谱显示器的设计

电子设计工程Electronic Design Engineering第28卷Vol.28第11期No.112020年6月Jun.2020收稿日期：2019-09-07稿件编号：201909047作者简介：高锋（1997—），男，广东茂名人。

研究方向：电气工程及其自动化。

随着STM32生态系统快速建设和直观、高效的STM32CubeMx 编程软件不断地推广，STM32所有系列的底层驱动库函数及应用库函数日趋完善、开源其移植性强，强大的技术支持大大缩短了研发人员的程序开发时间，降低开发难度[1]，从而得到高校学生、电子设计类研发人员热捧。

本设计通过STM32CubeMx 编程软件快速生成I/O 口工作模式、ADC 转换、SPI （同步串行通信）、定时器、中断等功能配置及初始化函数，移植DSP 库，编写OLED 特效显示算法，搭建音频信号采集电路，设计主控板电路，实现多种特效显示的OLED 音乐频谱显示器。

模块化的硬件电路以及可移植性较强的软件设计，不仅降低高校学生上手难度，还激发了学生在STM32平台进行开发应用的热情、培养学生的综合设计、程序调试能力[2]。

1系统结构设计本设计的OLED 音乐频谱显示器硬件设计主要以STM32F103C8T6为核心处理器、μA741芯片组建音频信号采集电路、0.96寸OLED 屏幕实现特效显示、独立式按键切换显示特效等功能模块组成。

系统整体结构如图1所示。

2硬件设计2.1STM32F1单片机最小系统设计本设计使用的主控制芯片为STM32F103C8T6单片机，主要实现AD 数模转功能，DMA 数据传输功基于STM32的OLED 音乐频谱显示器的设计高锋，叶成彬，陈贤钰（华南理工大学广州学院电工电子创新实验室，广东广州510800）摘要：利用STM32CubeMx 快速编程软件和移植STM32DSP 库函数，设计一种以STM32F103C8T6为核心的OLED 音乐频谱显示器。

单片机实现音频频谱显示的快速算法研究

单片机实现音频频谱显示的快速算法研究1 引言在家庭影院、卡拉OK等音响系统中，实时显示音乐信号的频谱将为音响系统增添不少色彩。

目前实际生产的音响系统产品，大多采用以下两种方法实现音频频谱显示：一是利用硬件滤波器和A／D转换器；二是利用DSP处理频谱显示。

前者实现简单，但硬件成本高，后者软件和硬件实现都较复杂。

这里针对单片机RAM资源少、运算速度慢的特点，提出一种切实可行的快速傅里叶变换算法实现频谱显示。

2 系统整体设计及原理该系统设计由单片机SST89V58RD2、音频数据采样电路、A/D转换电路、频谱显示电路等部分组成。

图1为系统整体设计原理框图。

该系统从功能上可划分成3部分：(1)音频数据采集电路实现模拟音频信号的采样保持和量化处理，包括音频采样电路和加转换电路；(2)频谱显示电路实现模拟音频信号频谱的分段显示，它将音频信号频谱划分成14段，每段按照14级量化，由VFD显示器件显示；(3)主控制器采用SST89V58RD2单片机。

在完成系统其他控制任务的前提下，充分利用单片机剩余计算资源，采用优化FFT算法计算音频信号频谱，并将计算结果输出到频谱显示电路。

3 音频信号的采集和预处理3．1 采样频率根据香农采样定理，一般采样频率至少应为所采样音频信号最高频率的2倍。

由于人耳能够感受的频率为20 Hz~20 kHz，所以理论上采样频率最高取40 kHz。

目前工业上广泛采用的采样频率大致有3种：44 kHz、16 bit的声音称作CD音质：22 kHz、16 bit的声音效果近似于立体声广播(FMStereo)，称作广播音质；11 kHz、8 bit的声音称作电话音质。

本文为提高频谱计算的精度，拟采用40 kHz的采样频率和8Bit的数据位长。

3．2 样本大小采样频率确定后，还需确定样本值，即完成一次FFT运算所需的采样点数。

根据数字信号处理的基本原理，假设采样频率为Fs，采样点数为N，则FFT运算后，第n点所表示的频率为：Fn=[(n-1)×Fs]／N(1≤n≤N)。