旋律行者-2024嵌入式大赛一等奖作品-RTT赛道

注：目前此页面只展示了硬件，未贴出代码部分，待软件重构完善后再贴出链接。

团队介绍

队伍：LORD
队员：大一本科生3名

作品简介

音乐爱好者在学习演奏时，常常找不到现成的乐谱资料，人工扒谱耗时、费力、门槛高。为解决该问题，我们团队基于CH32V307VCT6芯片和STM32F103ZET6芯片，在RT-Thread操作系统平台开发了一套自动扒谱系统，通过频谱分析将环境音实时地转译成五线谱上的乐音，将其可视化，实现自动扒谱的效果。

关键词：RT-Thread、risc-v、ADC、FFT、频谱分析、任务调度、TCP服务器、最小系统板、电池管理

作品功能

• 识别环境音的音高，在钢琴键盘上显示对应琴键、在五线谱上显示乐音。
• 将环境音绘制成频谱条。
• 将扒谱结果上传至TCP服务器，保存至电脑。

作品组成

自主设计PCB、4寸TFT电容触摸屏、MAX9814麦克风模块、3D打印外壳。

作品特点

• RT-Thread操作系统：通过任务调度分配任务，以达到快速识别和高帧率。RT-Thread Studio开发，使用USART、I2C、SPI等软件包。
• 云端：产品支持与云端服务器连接并上传扒谱结果，实现方式为CH32控制ESP8266向云端TCP服务器发送数据包，记录每个音符的音高和起始&终止的时刻。
• 用户友好性：电容触摸屏，全彩UI设计，屏幕上有暂停、上传等按钮，用户可通过屏幕与产品交互。
• 电量显示：4颗LED，颜色由红到绿，对应25%、50%、75%、100%的电量。
• 便捷供电：主供电方式为单节16340电池，支持Type-C接口充电、更换电池、Type-C接口外部供电。
• 电路保护：电池端拨动开关、一片保险丝、两处TVS。

说明

• PCB未使用部分（V2版本）：两处I2C的上拉电阻未焊接（触摸模块处已上拉）、左上角3V3、5V、GND预留排母未焊接、右上角预留IO未焊接。
• 软件未验证部分：ETH以太网（网口）。
• 此处（立创开源平台）发布的开源更偏向硬件设计参考，比如CH32V307系统板设计、小型物联网产品/竞赛作品的供电设计、面向竞赛作品的调试口/预留IO的引出方式等。软件的详细内容在github开源，之后会贴出链接。
• 至于为何V2版本的PCB多了一片STM32，因为产品最初使用的基于arm架构的FFT（快速傅里叶变换）汇编语言库，在CH32V307的risc-v架构下未找到相似的库文件，由于备赛仓促，所以做此选择，用STM32跑一下FFT，后续所有工作都在CH32上进行。

文件说明

工程内：

• CH32V307 主板第一版PCB
• CH32V307_V2 主板第二版PCB，也是最终竞赛用版本
• ESP8266 副板，与主板板对板连接

附件：

• Shell_V2.rar 外壳建模文件（适配V2版本PCB）

PCB实拍图