STM32 f103搭配LM386聲音傳感器實現簡單音樂識別

時間 2020-03-30

標籤 stm32 stm f103 搭配 lm386 聲音傳感器實現簡單音樂識別简体版

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STM32 f103搭配LM386聲音傳感器實現簡單音樂識別

1.前言

2019年12月初，有一箇中國機器人技能大賽中的雙足機器人比賽項目，意思是機器人識別音樂跳對應節奏的舞蹈，五首音樂隨機抽三首歌曲，音樂停，機器人停。html

新比賽，新項目，難度天然有，坑也很多。但願這篇文章能給你們帶來一點幫助。廢話很少說，進入正題。node

2.效果

（健康歌）每100ms採樣一次，歌曲前5秒內共測50次數據，重複12組web

(卡路里) 重複7組windows

能夠看出一首歌通過屢次測值，其採樣值數組呈現出有規律的特徵；不一樣的歌曲的特徵也有較好的區分度。達到了區分歌曲的效果。下面講講具體實現步驟。數組

3.思路

作什麼：識別不一樣音樂，識別聲音有無。
怎麼作：a.利用傳感器判斷出音樂或聲音（網上資料極少）；　 b.利用手機app聽歌識曲，返回對應值（app感受太難) ；　 c.檢測到聲音就隨機跳（下策，保命方案）；　 d.遙控（做弊）；　 e.人在旁邊說出歌曲有關的詞語，語音模塊識別（干擾大）
個人選擇：a+c
技術路線：

4.硬件

找到一塊具備模擬量輸出功能的聲音傳感器模塊,我用的是下面這塊，感受不錯，其餘的沒嘗試過。將f103芯片的A1腳與模塊的AOUT引腳相連（奇怪的是我與DOUT相連也會獲得和AOUT差很少的模擬量值，很迷，有大佬懂的話麻煩指出一下問題所在)。app

5.軟件

利用正點原子的adc.c文件來處理模擬量值，並最終返回給Get_Adc_Average（）函數less

      
  

      
  
 
        ​x 
       

           
       

           
       

             
         
//初始化ADC
//這裏咱們僅以規則通道爲例
//咱們默認將開啓通道0~3
void  Adc_Init(void)
{ 
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    //使能ADC1通道時鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE ); 
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//設置ADC分頻因子6 72M/6=12,ADC最大時間不能超過14M
    //PA1 做爲模擬通道輸入引腳                         
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;//模擬輸入引腳
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
​
ADC_DeInit(ADC1);  //復位ADC1 
​
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    //ADC工做模式:ADC1和ADC2工做在獨立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;//模數轉換工做在單通道模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//模數轉換工做在單次轉換模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
    //轉換由軟件而不是外部觸發啓動
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//ADC數據右對齊
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;//順序進行規則轉換的ADC通道的數目
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
    //根據ADC_InitStruct中指定的參數初始化外設ADCx的寄存器   
​
  
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//使能指定的ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1);//使能復位校準  
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//等待復位校準結束
ADC_StartCalibration(ADC1); //開啓AD校準
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校準結束
    //ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//使能指定的ADC1的軟件轉換啓動功能
}
​
//得到ADC值
//ch:通道值 0~3
u16 Get_Adc(u8 ch)   
{
  //設置指定ADC的規則組通道，一個序列，採樣時間
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
    //ADC1,ADC通道,採樣時間爲239.5週期    
  
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//使能指定的ADC1的軟件轉換啓動功能
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待轉換結束
​
return ADC_GetConversionValue(ADC1);//返回最近一次ADC1規則組的轉換結果
}
​
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
for(t=0;t<times;t++)
{
temp_val+=Get_Adc(ch);
delay_ms(5);
}
return temp_val/times;
}  

       
   

       
   

將Get_Adc_Average（）拿到的值經過串口輸出在電腦屏幕上，適當調整其數值範圍，刷新時間間隔。我在代碼中就進行了（4093-adcx），（delay_ms(100)）相關處理。ide

      
xxxxxxxxxx

while(1)
{
 printf("\r\n");
 for(i=0;;i++) 
        {
  for(j=0;j<50;j++)
     {
                  adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);
                  printf("%-4d \r",4093-adcx);                
                  delay_ms(100);
      }
             printf("\r\n");
             delay_ms(1500);
             delay_ms(1500);
     }
}
​
​

判斷歌曲就更簡單了，把採樣值存入數組，寫一個條件語句判斷數組的特徵就行了，以下：svg

      
  

      
  
xxxxxxxxxx

           
       

           
       

             
         
u8 check_song(void)
{
u16 adcx,adc[35]={0};
u8 i,flag=0;
printf("\r\n");
for(i=0;i<35;i++)//存儲數據
   {
adcx=CurrentAdc();
adc[i]=adcx;
if (adc[i]>300)
   flag++;
printf("%-4d \r", adc[i]);
delay_ms(100);
​
   }
​
 if(flag>32) 
           {
        printf("flag%d\r",flag);
        return 0;//太極拳
   }
 else
   {
        printf("flag%d\r",flag);
        
if((adc[23]<5&&adc[24]<5)
 ||(adc[24]<5&&adc[25]<5)
 ||(adc[25]<5&&adc[26]<5)
 ||(adc[26]<5&&adc[27]<5)
 ||(adc[27]<5&&adc[28]<5))
   return 1;//健康歌
   else return 2;//翻跟頭
   }
}

       
   

       
   

6.總結

a.未知是最大的恐懼，行動是最好的解藥

一看到比賽項目的時候，臥槽，感受很難，果真網上一查，什麼資料也沒有。。絕望，想放棄。。比賽前半個月，老師開始問進度了，很慌，啥也沒有。但很差意思空手去，因而和隊友總結出上面幾套方案，發現有個保命方案，內心稍微有點底，開始去探索更好的方法。最後搞出來聲音的adc採集，其實如今看看代碼，實在是簡單，慚愧慚愧。其實比賽現場能真正識別出音樂的不超過10個（共30個隊伍），我難人亦難，但我只要去作，山重水複疑無路，柳暗花明又一村。這已超過了很多的人，最重要的是打敗了本身。必定要去作，用心作！函數