[发明专利]一种跟随音乐的LED三维立体显示器的节奏控制方法

权利要求书

1.一种跟随音乐的LED三维立体显示器的节奏控制方法，其特征在于，所述节奏控制方法包括以下步骤：

步骤一、对声音信号进行音乐采样；

步骤二、对采样内容进行FFT离散傅里叶变换，提取出信号的频谱，进而得到音乐的节奏；

步骤三、根据音乐的节奏，设置单片机节奏定时器，实现在音乐的重音位置产生定时器中断，并执行指定的LED显示效果，实现LED随音乐节奏显示或变动；

步骤四、经过一小节音乐后返回步骤一，

在步骤三中，具体包括以下内容，

设置节奏数组：

节奏数组以a拍为一小节，若音乐有b个小节，则所述节奏数组中的数字元素个数为a×b，则LED三维显示屏的动画变化次数的总和为节奏数组中所有数字元素内容的总和，其中，设节奏数组中某个元素值为n，当n不为0时，则其指定的拍子由n个1/n拍音符组成，LED三维显示屏的画面即随音符变化而变化；当n为0时，则为断拍，LED三维显示屏的画面即保持不变；

实现方法：

在每次控制LED三维显示屏动画的定时器发生中断时，执行Modify_pSpeed_By_BeatArray函数，所述函数的作用是计算下一次动画效果距当前的时间差，然后修改定时器中断时长为该时间差，计算过程涉及到若干重要的变量如下：

pArray：动画效果所指定的节奏数组地址；pArray[i]是指该数组的第i个元素的内容；

iArrayNum：该节奏数组中的节拍数量；

iSum：当前动画的步数编号；

iStandSpeed：标准节奏值，即音乐中强音和弱音的间隔时长；

piSpeed：计算出的当前iSum编号下，下一次动画变化距本次变化的时间时隔值，

所述函数的执行方法如下：

步骤三一、对节奏数组元素进行遍历，从头开始，依次对前i个数组元素进行求和，直到求和值iSumBefore大于或等于当前动画的步数编号iSum，此时的i值即为要进行进一步计算的元素编号；

步骤三二、若此时满足iSumBeforeiSum，则表示目前在节奏数组中某个非0元素的停留计算，此时只需要将速度值设置为标准间隔值除以当前数组元素的商，即piSpeed＝iStandSpeed/pArray[i]；

步骤三三、若此时满足iSumBefore＝iSum，则表示节奏数组前i个元素的和，正好等于步数值，此时需要计算该节奏数组第i个元素后面到下一个非0元素值之间，是否仍有元素0，设元素0的数量为iZeroNum，计算分两种情况考虑：

iZeroNum＝0，即节奏数组的第i+1个元素是非0，则此时速度值的计算同步骤2，即piSpeed＝iStandSpeed/pArray[i]；

iZeroNum0，即节奏数组从第i+1个元素至i+iZeroNum个元素均是0，则下一次变化需要经历iZeroNum个节拍之后，即piSpeed＝iStandSpeed*iZeroNum。

2.根据权利要求1所述的一种跟随音乐的LED三维立体显示器的节奏控制方法，其特征在于，在步骤一中，具体包括以下步骤：

步骤一一、将接收到的声音信号经过ADC变为数字信号；

步骤一二、设置采样总时长为T，采样点数为N，计算得采样时间隔t＝T/N，即每隔t进行一次音乐声强采样，共采样N次。

3.根据权利要求1所述的一种跟随音乐的LED三维立体显示器的节奏控制方法，其特征在于，在步骤二中，具体包括以下步骤：

步骤二一、对采样内容进行FFT离散傅里叶变换，将时域信号变换到频域，并提取出信号的频谱；

步骤二二、得到频谱后比较得到峰值频率，根据采样频率f＝T/N，得到相邻两个重音之间的时间间隔，即音乐的节奏。