简介

这是一个基于瑞萨R7FA2L1AB2DFL单片机做的一个音乐频谱灯，屏幕用的是P4全彩单元板，喜欢玩点阵屏的朋友肯定会喜欢上这种“超大号点阵屏”，由于时间仓促，目前只做了频谱功能，后面会改一下PCB，加上亮度自动调节，温度测量，时钟显示的功能（因为这次的板子上面没有光敏电阻，温度传感器，和纽扣电池）

硬件说明

主控：R7FA2L1AB2DFL

音频输入：麦克风/耳机口

运放：NE5532DR

屏幕：P4全彩单元板（256mmx128mm，16扫）

串口：程序下载1

ADC0通道0：采集音频

ADC0通道1：采集环境亮度

按键：预留有四个按键，其中BOOT和RST下载程序用，KEY1和KEY2用来切换模式、颜色、亮度等

PCB上音频采集部分为了减小干扰没有铺铜

后期扩展：将增加光敏电阻用来自动调节亮度，增加DS18B20检测环境温度，增加DS3231时钟模块（可不加），以及纽扣电池，掉电时给时钟供电

软件说明

屏幕驱动

定时器0以100X16HZ的频率扫描屏幕，中断优先级最高（否则会出现屏幕闪烁），为什么屏幕刷新速度要设为这么高？这是与我的驱动方式有关，我这个屏幕是16扫的，一次扫描2行，共32行分16次扫描完，定时器0产生一次更新中断在中断回调函数中我只扫描一次，也就是只扫描2行，所以刷新整个屏幕需要产生16次中断，由此可知屏幕实际刷新率是100X16HZ/16=100HZ,这是很正常的刷新率了。还有另一种扫描方法如下；

可以将定时器0更新中断就设为100HZ，然后再中断回调函数里面一次性扫描16次，这样也能做到100HZ刷新率，且更容易理解，但是这样的话就增加了在中断回调函数中的时间，实测在这款单片机上会影响到while(1)的循环，对于主频更高的单片机是影响很小的。

ADC采集

定时器1用来触发ADC0的通道0采集音频，常见的音频采样频率都是44100HZ，人对10KHz以上的高频声音更加敏感，虽然这部分所携带的能量小，在屏幕上的幅度较小，不过没关系，我专门预留了一个调整幅度的电位器，此电位器可以调剂音频信号的放大倍数，从而能调节频谱显示的幅度（实测有效），根据奈奎斯特定理，采集10KHz的信号，其采样频率不应低于20KHz，所以这里就将采样频率设为20KHz，定时器1用来触发ADC0通道0采用，采用结果通过DTC传输到指定内存（DTC功能与ＤＭＡ类似）

注：我这里ADC、TIM、DTC没有用ELC事件连接器连接（不会配置（捂脸.jpg））用ELC效果会更好

快速傅里叶变换

原本计划用256点采样，但是实测运算太慢，不得不采用128点才勉强能用（我怀疑是我e2 Studio配置错了，导致单片机运行速率低的离谱），fft运算用的是江科大自化协UP写的fft.c源码。

实物图片

实物背面如下

下面附上背面简单说明

如下图，PCB电路板通过红色圈中的接口与屏幕通信，蓝色圈中的M3孔可以将PCB固定在屏幕背面，黄色圈中的是屏幕的供电接口

下面附上测面图片

效果图片

由于最近事情多，就没有剪视频发B站，这个过两天补上，大家可以先看一下图片（之前用32做过发了B站，大家可以去看看>https://b23.tv/lyYAUzc?share_medium=android&share_source=qq&bbid=XY190221153CD515F9E44E2D2280C56F73120&ts=1652075244985
）链接要是打不开可以看最下面的视频

16x16汉字显示效果

32x32汉字显示效果

时钟效果我个人觉得非常nice，数字间的切换非常有艺术气息，这个版本没做时钟，因为没有加纽扣电池，下一版会补上，时钟切换效果在32那个视频里面有，感兴趣可以移步去看（>https://b23.tv/lyYAUzc?share_medium=android&share_source=qq&bbid=XY190221153CD515F9E44E2D2280C56F73120&ts=1652075244985）链接要是打不开可以看最下面的视频

全彩单元板驱动详解

接线说明

全彩单元板都是这种HUB75接口

R1,G1,B1是上面16行的颜色控制线，R1,G2,B2是下面16行的颜色控制线；A,B,C,D是地址线，共32行16个地址；CLK是时钟信号线；LAT是数据保存线；OE是显示使能线；

控制时序说明

首先通过A，B，C，D四根地址线选中两行，例如A=0，B=0，C=0，D=0，选中第0行和第16行，A=1，B=0，C=0，D=0，选中第1行和第17行，A=0，B=1，C=0，D=0，选中第2行和第8行……

地址选好后就开始传输颜色数据，这里就以A=1，B=0，C=0，D=0，选中第1行和第17行为例，现在选中了1和17行，然后我让R1=1,G1=0,B1=0，这样第1行的第1个点就是红色（因为只有R为1，G，B都是0），同时R2=0,G2=1,B2=0,这样第17行的第1个点就是绿色（因为只有G为1，R，B都是0），然后拉高CLK，再释放CLK就可以开始给1行和17行的第二个点传送颜色数据了，如此循环64次，第1行和17行的64个点便都写好了我们想要的颜色数据，然后接下来我们把LAT拉高然后释放就可以开始给下一个地址传数据，如此循环16次，屏幕的16个地址32行便都填充好了我们想要的颜色数据，这样就完成了一次屏幕刷新；

以上就是我个人对全彩单元板驱动的理解，有不正确的地方欢迎大家评论指出，我上面说的只能实现7种颜色的显示，真正理解之后就能明白要实现全彩显示屏幕一次刷新要扫描很多次，对单片机性能要求很高，但是也有绕过这个让普通的单片机也能实现全彩显示的办法，这是我在栈指针这位UP主的讲解下才知道的，这里附上栈指针UP主原话，能把复杂的事讲的如此简单明了，实在佩服