中级
30 分钟

使用 LM3914 和 PIC18F2458 显示音频信号的强度

音量单位计

VU Meter Click with EasyPIC v8

已发布 6月 26, 2024

点击板

VU Meter Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F2458

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

EasyPIC v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,EasyPIC v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何时候都能访问。

EasyPIC v8 开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成外,该板还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。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,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

24

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Signal
RA3
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
RA5
CS
SPI Clock
RC3
SCK
NC
NC
MISO
SPI Data IN
RC5
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
2

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

VU Meter Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyPIC v8作为您的开发板开始。

EasyPIC v8 front image hardware assembly
Rotary B 2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 28 hardware assembly
EasyPIC v8 28pin-DIP - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image 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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