hola! creo que debes comenzar por elegir un micrófono adecuado, ya que ahí está el corazón de tu proyecto, debería ser un mic de respuesta perfectamente plana en el rango de frecs que te interesa anlizar, y con un lóbulo de captación similar al que se usa en analizadores profesionales (direccionalidad) . El procesamiento de la señal no creo q ofrezca mayores inconvenientes. Deberás acotar con filtros activos el rango de frecuencias que necesitas, y trabajar con operacionales de bajo ruido.
En cuanto a la FFT, yo he trabajado con el compilador para dspic de Mikroelektrónika. El ejemplo de FFT que viene en librería es pobre, pero se puede reelaborar para lograr mayor resolución. Yo lo hice trabajar hsta 4KHz, tomando arrays de 512 muestras.
También hay ejemplos en librería de filtros digitales FIR e IIR, pero no los he experimentado.
Saludos