概述

这是一款音频信号分析模块，而且更新到了V2版这款模块的设计基于MSGEQ7图形均衡滤波器。音频信号通过该模块会被过滤成7个波段。并且能够输出每一个频段的幅值。这七个频段分别是：63Hz，160Hz，400Hz，1KHz，2.5kHz，6.25kHz和16kHz。
这个模块可以用于创建一个音频分析器，追踪音乐的频率信息让你的控制器(Arduino)和音乐带起互动。

注意事项：可以和麦克风传感器(DFR0034)配套使用，完成与Arduino的音频采集。也可连接3.5mm音频信号接头作为信号输入。

应用领域

• 捕捉音乐频谱，制作音乐互动机器人
• 处理音频数据读取，制作灯光特效
• 语音分析

引脚说明

连线图

样例代码

Arduino IDE 样例代码

    #include <AudioAnalyzer.h>
    //Version 1.3 for Spectrum analyzer
    //请下载最新的库文件

    Analyzer Audio = Analyzer(4,5,5);//Strobe pin ->4  RST pin ->5 Analog Pin ->5
    //Analyzer Audio = Analyzer();//Strobe->4 RST->5 Analog->0

    int FreqVal[7];//

    void setup()
    {
      Serial.begin(57600);
      Audio.Init();//Init module
    }

    void loop()
    {
      Audio.ReadFreq(FreqVal);//返回7个带通滤波器过滤出的的7个对应值
                              //频率(Hz):63  160  400  1K  2.5K  6.25K  16K
                              //FreqVal[]:      0    1    2    3    4    5    6
      for(int i=0;i<7;i++)
      {
        Serial.print(max((FreqVal[i]-100),0));
        if(i<6)  Serial.print(",");
        else Serial.println();
      }
      delay(20);
    }

CVAVR 样例代码:

使用 atmega128 (clock 16Mhz), usart0 (波特率：9600), timer1 (scale clock 1024), adc. formula timer1 when use clock freq 16Mhz

Ttimer1 = Periode Timer1
TCNT1 = Register Timer1
N = Scale clock (1, 8, 64, 256 dan 1024)
Tosc = Periode clock
Fosc = Frekuensi clock cristal

Tosc = 1/Fosc
Tosc = 1/16Mhz = 0,0000000625

Ttimer1 = Tosc * (65536 - TCNT1) * N
1 (second) = 0,0000000625 * (65536 - TCNT1) * 1024
TCNT1 = 49911
TCNT1 = C2F7 (in hex) <-- 用于Timer 1溢出中断

Clock value = Fosc/N
Clock value = 16Mhz/1024 = 15,625 kHz <-- timer1 时钟频率

可以在程序中使用任一timer

    /*****************************************************
    Chip type           : ATmega128
    Program type        : Application
    Clock frequency     : 16,000000 MHz
    Memory model        : Small
    External SRAM size  : 0
    Data Stack size     : 1024
    *****************************************************/

    int sec, band, freq[7], i;
    unsigned long int time_a, time_b;
    int stat = 0;

    #include <mega128.h>
    #include <stdio.h>
    #include <delay.h>

    // Timer 1 overflow interrupt service routine
    interrupt [TIM1_OVF] void timer1_ovf_isr(void)
    {
    // Reinitialize Timer 1 value
    TCNT1H=0xC2F7 >> 8;
    TCNT1L=0xC2F7 & 0xff;
    // Place your code here
    sec++;

    }

    #define ADC_VREF_TYPE 0x40

    // Read the AD conversion result
    unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
    {

    ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
    // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
    delay_us(10);
    // Start the AD conversion
    ADCSRA|=0x40;
    // Wait for the AD conversion to complete
    while ((ADCSRA & 0x10)==0);
    ADCSRA|=0x10;
    return ADCW;

    }

    void RstModule()
    {

    PORTD.0 = 0; //S Low
    PORTD.1 = 1; //R High
    PORTD.0 = 1; //S High
    PORTD.0 = 0; //S Low
    PORTD.1 = 0; //R Low
    delay_us(72);

    }

    void Init()
    {

    DDRD.0 = 1; //S pin
    DDRD.1 = 1; //R pin
    RstModule();

    }

    void ReadFreq(int *value)
    {

    if (stat == 0) {
       time_a = sec;
       stat = 1;
    } else if (stat == 1) {
       time_b = sec;
       if (time_b - time_a > 3) {
          RstModule();
          stat = 0;
       }
    }
    for (band=0;band<7;band++) {
       delay_us(10);
       value[band] = read_adc(0);
       delay_us(50);
       PORTD.0 = 1; //S High
       delay_us(18);
       PORTD.0 = 0; //S Low
    }

    }

    void main(void)
    {

    // Timer/Counter 1 initialization
    // Clock source: System Clock
    // Clock value: 15,625 kHz
    // Mode: Normal top=FFFFh
    // OC1A output: Discon.
    // OC1B output: Discon.
    // OC1C output: Discon.
    // Noise Canceler: Off
    // Input Capture on Falling Edge
    // Timer 1 Overflow Interrupt: On
    // Input Capture Interrupt: Off
    // Compare A Match Interrupt: Off
    // Compare B Match Interrupt: Off
    // Compare C Match Interrupt: Off
    TCCR1A=0x00;
    TCCR1B=0x05;
    TCNT1H=0xC2;
    TCNT1L=0xF7;
    ICR1H=0x00;
    ICR1L=0x00;
    OCR1AH=0x00;
    OCR1AL=0x00;
    OCR1BH=0x00;
    OCR1BL=0x00;
    OCR1CH=0x00;
    OCR1CL=0x00;

    // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
    TIMSK=0x04;
    ETIMSK=0x00;

    // USART0 initialization
    // Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity
    // USART0 Receiver: Off
    // USART0 Transmitter: On
    // USART0 Mode: Asynchronous
    // USART0 Baud Rate: 9600
    UCSR0A=0x00;
    UCSR0B=0x08;
    UCSR0C=0x06;
    UBRR0H=0x00;
    UBRR0L=0x67;

    // Analog Comparator initialization
    // Analog Comparator: Off
    // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off
    ACSR=0x80;
    SFIOR=0x00;

    // ADC initialization
    // ADC Clock frequency: 1000,000 kHz
    // ADC Voltage Reference: AREF pin
    ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
    ADCSRA=0x84;

    // Global enable interrupts
    #asm("sei")

    Init();

    while (1)
          {
            ReadFreq(freq);

            for (i=0;i<7;i++) {
               printf("%d",freq[i]-100);
               if(i<6) printf(", ");
               else printf("\r\n");
            }

            delay_ms(20);

          };
    }

鸣谢: 该代码由论坛友人 Pandora 提供.

Mind+(基于Scratch3.0)图形化编程

1、下载及安装软件。下载地址：http://www.mindplus.cc 详细教程：
Mind+基础wiki教程-软件下载安装

2、切换到“上传模式”。 详细教程：
Mind+基础wiki教程-上传模式编程流程

3、“扩展”中选择“主控板”中的“Arduino Uno”，“功能模块”中加载“频谱分析模块”。 详细教程：Mind+基础wiki教程-加载扩展库流程

4、进行编程，程序如下图：

5、菜单“连接设备”，“上传到设备”

6、程序上传完毕后，打开串口即可看到数据输出。详细教程：
Mind+基础wiki教程-串口打印

结果

打开串口监视器，将波特率调整到9600，对模拟声音传感器发出响声，可以在串口中观察到数据随声音的增强而变大。

相关资料

AudioAnalyzer库

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