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辨音識(shí)鍵奏樂(lè)系統(tǒng)（K 題） 【高職高專(zhuān)組】 一、 任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)辨音識(shí)鍵的電子琴演奏系統(tǒng)，如圖 1 所示，包含：5 個(gè)水杯當(dāng)作琴鍵，1 個(gè)演奏用的敲擊棒，1 個(gè)識(shí)別控制器，具有拾音、分析識(shí)別、顯示、音樂(lè)發(fā)聲等功能。演奏過(guò)程中系統(tǒng)根據(jù)水杯被敲擊時(shí)發(fā)出的聲音識(shí)別出琴鍵（以與位置標(biāo)號(hào)一致的杯號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)），由識(shí)別控制器發(fā)出對(duì)應(yīng)音高（聲音頻率）的聲音。5 個(gè)琴鍵（杯號(hào)）與不同音高間的對(duì)應(yīng)關(guān)系由選手自定。
圖 1 系統(tǒng)構(gòu)成示意圖
一、 要求
1. 基本要求 （1）一鍵啟動(dòng)識(shí)別控制器自動(dòng)演奏簡(jiǎn)單樂(lè)曲（如：起床號(hào)、兩只老虎等），時(shí)長(zhǎng)不超過(guò) 15s。 （2）分別敲擊放置在 1、3、5 號(hào)位置上的 3 個(gè)空水杯進(jìn)行識(shí)別學(xué)習(xí)訓(xùn)練，然后逐個(gè)敲擊杯子將杯號(hào)顯示在識(shí)別控制器上，用時(shí)≤90s。 （3）在 3 個(gè)空水杯（2、4、5 號(hào)）中各倒入 50、100、150ml 的水，分別進(jìn)行敲擊識(shí)別學(xué)習(xí)訓(xùn)練，然后逐個(gè)敲擊杯子將杯號(hào)顯示在識(shí)別控制器上，用時(shí)≤90s。隊(duì)員敲擊水杯，識(shí)別控制器同時(shí)發(fā)出對(duì)應(yīng)音高的聲音。
2. 發(fā)揮部分 （1）在 5 個(gè)空水杯中由隊(duì)員注入不同容量的水，各杯中水容量之差不小于20ml，分別進(jìn)行敲擊識(shí)別學(xué)習(xí)訓(xùn)練，然后逐個(gè)敲擊杯子將杯號(hào)顯示在識(shí)別控制器上，用時(shí)≤120s。隊(duì)員敲擊水杯演奏簡(jiǎn)單樂(lè)曲（如：起床號(hào)），由識(shí)別控制器發(fā)出樂(lè)曲聲。 （2）在完成發(fā)揮部分任務(wù)（1）的基礎(chǔ)上，再增加 3 個(gè)加有不同水量（30、100、150ml）的杯子，按要求打亂 8 個(gè)杯子排序后并排放置，從其中敲擊識(shí)別出打亂排序前的 1~5 號(hào)杯子，并在敲擊的同時(shí)顯示其杯號(hào)，敲到新增杯子后顯示數(shù)字 0，總用時(shí)≤90s。 （3）其他。
二、 說(shuō)明
（1）水杯采用外觀相同的 8 個(gè)容量為 180~220ml 的無(wú)柄玻璃杯，由參賽隊(duì)自備。杯子上不能有任何標(biāo)記和附加物。測(cè)試時(shí)杯子隨機(jī)放置。 （2）敲擊棒自選，要求實(shí)心無(wú)附加裝置，棒上標(biāo)明長(zhǎng)度為 3cm 的敲擊區(qū)范圍。測(cè)試時(shí)統(tǒng)一要求敲擊杯子靠近操作隊(duì)員一側(cè)的上沿。 （3）識(shí)別時(shí)由隊(duì)員在 3s 內(nèi)敲擊同一杯子不超過(guò) 3 次進(jìn)行識(shí)別。 （4）測(cè)試發(fā)揮部分之前按要求用白板筆在杯底外部隨機(jī)標(biāo)記編號(hào)，按編號(hào)放置好杯子后啟動(dòng)測(cè)試�；疽蟛糠直�(hào)為位置號(hào)，發(fā)揮部分杯號(hào)為杯底編號(hào)。 （5）識(shí)別控制器演奏音樂(lè)的聲強(qiáng)和音色無(wú)特殊要求，供電方式無(wú)要求。 （6）有時(shí)間要求的任務(wù)，超時(shí)以 0 分計(jì)。 （7）注水時(shí)可用注射器或量杯計(jì)量操作。
捕獲聲音信號(hào)，做fft，計(jì)算幅值換算距離 應(yīng)該就是用普通的咪頭，靈敏度高。
學(xué)習(xí)訓(xùn)練時(shí)，做ADC并FFT后，獲取最高的幾條譜線，并計(jì)算其比例關(guān)系。
識(shí)別時(shí)，也是ADC后做FFT，計(jì)算最高的幾條譜線的比例關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，則為對(duì)應(yīng)的杯子的聲音。
K題求助stc32g單片機(jī)能用的fft函數(shù)
改成STC32G的了，主頻30MHz，先發(fā)程序，使用說(shuō)明還沒(méi)來(lái)得及改。 MCU：STC32G12K128，例子使用實(shí)驗(yàn)箱9.61驗(yàn)證。 主頻：30MHz。 FFT： 256點(diǎn)采樣，128點(diǎn)頻譜顯示，USB-CDC傳給STC-ISP里的示波器界面顯示頻譜。
采樣頻率最高25.6KHz，下面的程序已按樓主要求用12.8KHz采樣，分辨率50Hz。
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