中级
30 分钟

使用 LM3914 和 PIC32MZ1024EFH064 显示音频信号的强度

音量单位计

VU Meter Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 26, 2024

点击板

VU Meter Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

根据声音质量来调整条形图显示的亮度。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

VU Meter Click 基于 LM3914,这是一款单片集成电路,可以检测模拟电压水平并驱动德州仪器的 10 段条形图显示。 这个解决方案是一个紧凑的音量单位计。 这种模拟控制的驱动程序意味着它可以通过模拟输入电压控制显示屏,并且无需额外的编程。 音量单位计代表一种显示音频信号强度的设备; 更具体地说,它用于可视化模拟信号。 这就是为什么 VU Meter Click 适合作为音量测量工具的原因。 LM3914 配置为条形模式,其中条形图显示器低于某个点的所有部分都打开。 该板配备了板载声音检测设备(麦克风)、MC33072 运算放大器和 

LM3914,它根据声音质量使条形图显示器发光。 最初,麦克风捕捉声音并将其转换为线性电压以显示声音幅度。 然后电容器停止传输的直流分量,允许麦克风的交流输入进入 MC33072 运算放大器。 MC33072 的一部分使用 TPL0501 表示可变增益反相放大器,TPL0501 是德州仪器的 SPI 可配置数字电位器,而第二部分表示信号缓冲器。 经过滤波和放大后,这些滤波和放大的信号最终被提供给 LM3914。 考虑到该驱动器是模拟控制的,该 Click 板™ 还提供了通过 mikroBUS™ 插座的 AN 引脚由 MCU 监控模拟信号的能力。 LM3914 以电

压表格式工作,并根据给定信号的强度点亮 XGURUGX10D 十段条形图阵列。 板载条形图显示器段亮且颜色均匀,提供令人愉悦和干净的视觉反馈。 每个细分市场由绿色和红色 LED 组成,使其可以用不同的颜色标记各种重要状态。 它可以使用绿色、红色及其组合,产生琥珀色段。 该 Click 板™ 可以使用通过 VCC SEL 跳线选择的 3.3V 或 5V 逻辑电压电平工作。 这样,3.3V 和 5V 功能 MCU 都可以正确使用通信线。 然而,Click 板™ 配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

VU Meter Click top side image
VU Meter Click bottom side image

功能概述

开发板

PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 mikroProg 连接器,以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记,它提供了流畅且沉浸式的工作体验,允许在任

何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 开 发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC,dsPIC 或 PIC32 编程外,Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流,这足以操作所有板载和附加模块。所有 

mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上,包 括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。

PIC32MZ clicker double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Microchip

引脚数

64

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Signal
RE4
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
RG9
CS
SPI Clock
RG6
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
RG8
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

VU Meter Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ clicker front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以PIC32MZ clicker作为您的开发板开始。

PIC32MZ clicker front image hardware assembly
Thermo 26 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Micro B Connector clicker - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 VU Meter Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • vumeter_read_an_pin_voltage - 该功能读取AN引脚的AD转换结果并将其转换为比例电压水平。

  • vumeter_set_gain_level - 该功能设置输入信号增益水平(麦克风灵敏度)。

  • vumeter_calculate_vu_level - 该功能从模拟电压输入计算VU电平。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief VUMeter Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of VU Meter click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and sets the gain level (the microphone sensitivity) to maximum.
 *
 * ## Application Task
 * Calculates VU level from the analog voltage read from AN pin, and displays the results
 * on the USB UART approximately every 100ms.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "vumeter.h"

static vumeter_t vumeter;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;          /**< Logger config object. */
    vumeter_cfg_t vumeter_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.

    vumeter_cfg_setup( &vumeter_cfg );
    VUMETER_MAP_MIKROBUS( vumeter_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = vumeter_init( &vumeter, &vumeter_cfg );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    
    vumeter_set_gain_level ( &vumeter, VUMETER_GAIN_LEVEL_MAX );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, " VU level: %.3f VU\r\n", vumeter_calculate_vu_level ( &vumeter, 100 ) );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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