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手把手教你用51单片机DIY音乐频谱显示器

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每当看到家里的音箱功放上的几排小灯,随着播放的音乐如波浪般跳跃,或者在电脑上打开千千静听这个音乐播放软件时,看到那动感的频谱跟随音乐节奏优美的舞动着时,不禁思绪万千,要是自己某天能亲手用普通的单片机DIY这么一个东东,那将是多么有成就感的事情,至少对我们电子爱好者来说,这是许多人曾经梦想过的。伴随音箱里传来的美妙音乐,原本只能“听”的音乐,现在却还能“看”,给人带来视觉上的炫酷享受。 本文将带领你动手探究其中的奥秘,你会发现她不再神秘,只要跟着我一步一步动手做,你一定可以成功做出来。让我们给音乐赋予一个完美的视听极限,你还在等什么?马上动手吧!

下面我们将讲解与制作有关的基础理论知识,我将力求使音乐频谱显示的原理通俗易懂。当然,你如果实在等不及了,或者暂时没时间弄明白也可以快速跳过本节,在制作篇直接跟我动手开始做。

理论基础概述

正在阅读本文的你可能会问,制作这么神奇的东西,她到底是什么原理,需要用到些什么理论吗 我能明白其中的原理吗

手把手教你用51单片机DIY音乐频谱显示器

手把手教你用51单片机DIY音乐频谱显示器1) 你问:什么是频谱?什么是频谱显示?

我答:说到“频谱”这个词,它好像是一种很神秘的东西,究竟什么是“频谱”?这便要从波形本身的来源说起。我们知道,一切声音都是由振动产生的。声音之所以千变万化各不相同,是因为它们的振动各不相同。看看琵琶,吉他或者其他的弦类乐器,可以发现它的每一根琴弦的直径都是不一样的。琴弦越细,音调也就越高。反之则越低。显然粗的弦就不如细的弦振动得快或者说是振动的频率高。产生音调高低的不同,就是由于振动的频率不同。很显然频率越高,音高也就越高。 频率的单位是赫兹(简写为Hz),赫兹 (1857-1894),是德国物理学家,他发现了电磁波,为了纪念他,人们用它的名字来做为频率的单位。所谓的一赫兹,就是一秒钟振动一次。那么440Hz呢,当然就是每秒振动440次,这个声音就是音乐中的标准A音,是乐器定音的标准。而钢琴中央C的频率则是261.63Hz。我们人的耳朵能够听到的频率范围,是20Hz到20000Hz。低于这个频率范围的声音叫次声波,而高于这个频率范围的声音叫做超声波。所以我们能听到的音乐的频率,即都在人耳可听到的这个范围之内,约从20Hz到20KHz。 比如,下面的表格中是我们常见的一些人声的基频范围

男低音 80-320Hz

男中音 96-387Hz

男高音 122-488Hz

女低音 145-580Hz

女高音 259-1034Hz

根据傅立叶分析,任何声音可以分解为数个甚至无限个正弦波,而它们往往又包含有无数多的谐波分量。而它们又往往是时刻在变化着。所以一个声音的构成其实是很复杂的。将声音的频率分量绘制成曲线,就形成了频谱。 对频谱进行分析的仪器就是频谱分析仪,早期频谱仪都是模拟分析的。

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