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genera sinusoide
Dependencies: mbed
Revision 3:7df960e4e4d5, committed 21 months ago
- Comitter:
- pinofal
- Date:
- Wed Aug 31 14:01:23 2022 +0000
- Parent:
- 2:93bba36e0c06
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- genera sinusoide
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--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/SITAEL_Sound-Generation.cpp Wed Aug 31 14:01:23 2022 +0000
@@ -0,0 +1,371 @@
+// Tested : NUCLEO F207ZG
+// Tested : NUCLEO L476RG
+#include "mbed.h"
+
+// Definizione periferiche
+Serial pc(USBTX, USBRX);
+//AnalogOut OutWave(PA_5); //F207ZG
+AnalogOut OutWave(PA_4); //L476RG
+DigitalOut DigitalWave(PA_1);
+DigitalOut led1(LED1);
+DigitalOut led2(LED2);
+DigitalOut led3(LED3);
+
+// definizione della frequenza delle note ottava centrale del pianoforte
+#define Z 100.00 // diagnostica
+#define C 261.63
+#define Cd 277.18
+#define Db 277.18
+#define D 293.66
+#define Dd 311.13
+#define Eb 311.13
+#define E 329.63
+#define F 349.23
+#define Fd 369.99
+#define Gb 369.99
+#define G 392.9
+#define Gd 415.3
+#define Ab 415.3
+#define A 440.0
+#define Ad 466.16
+#define Bb 466.16
+#define B 493.18
+
+
+
+
+
+
+// numero di campioni che compongono un periodo della sinusoide in Output sull'ADC
+#define SAMPLESINENUM 45// consigliabile avere multipli di 45
+
+// parametri dell'onda coseno da generare
+#define PI (3.141592653589793238462)
+#define AMPLITUDE 32767 //(1.0) // x * 3.3V
+#define PHASE (PI/2) // 2*pi è un periodo
+#define OFFSET 32767 //(0x7FFF)
+
+// numero di note componenti la scala diatonica
+#define NUMTONE 120
+
+// Output LED di diagnostica
+DigitalOut led(LED1);
+
+// ticker per la generazione dell'onda con DAC
+Ticker SampleOutTicker;
+
+// Buffer contenente la sinusoide da porre in output.
+unsigned short usaSine[SAMPLESINENUM];
+
+// prototipo di funzione che genera i campioni della sinusoide da utilizzare per la generazione tramite DAC
+void CalculateSinewave(void);
+
+// carattere in arrivo dal PC
+volatile char cReadChar=0;
+volatile char cOldReadChar=0;
+
+// indice, nell'array, del campione da porre in output
+volatile int nSampleOutIndex;
+// contatore dei campioni in output sul DAC
+volatile int nSampleOutCount;
+// Periodo di generazione campioni in output DeltaT = T/NumSample
+double fDeltaT;
+// amplificazione per il dato da spedire sull'ADC
+volatile double fAmp;
+//volatile double fAmpNew;
+// flag per bloccare la generazione del segnale
+volatile bool bStop;
+// frequenza segnale da generare
+volatile double fFreq;
+// periodo della sinusoide da generare
+double fPeriod;
+double dDiatonic[NUMTONE];
+
+//****************************
+// Create the sinewave buffer
+//****************************
+void CalculateSinewave(int nOffset, int nAmplitude, double fPhase)
+{
+ // variabile contenente l'angolo in radianti
+ double fRads;
+ // indici per i cicli
+ int nIndex;
+ // passo in frequenza fissato dal numero di campioni in cui voglio dividere un periodo di sinusoide: DeltaF = 360°/NUMSAMPLE
+ double fDeltaF;
+ // angolo per il quale bisogna calcolare il valore di sinusoide: fAngle = nIndex*DeltaF
+ double fAngle;
+
+ fDeltaF = 360.0/SAMPLESINENUM;
+ for (nIndex = 0; nIndex < SAMPLESINENUM; nIndex++)
+ {
+ fAngle = nIndex*fDeltaF; // angolo per il quale bisogna calcolare il campione di sinusoide
+ fRads = (PI * fAngle)/180.0; // Convert degree in radian
+ //usaSine[nIndex] = AMPLITUDE * cos(fRads + PHASE) + OFFSET;
+ usaSine[nIndex] = nAmplitude * cos(fRads + fPhase) + nOffset;
+ }
+}
+
+
+//**********************************************
+// Crea le frequenze delle note del pianoforte
+//**********************************************
+void CreateDiatonic()
+{
+ int nTono;
+ int nOttava;
+
+ // ottava centrale = ottava 4
+ dDiatonic[4*12+0]=261.63; // C
+ dDiatonic[4*12+1]=277.18; // C#/Db
+ dDiatonic[4*12+2]=293.66; // D
+ dDiatonic[4*12+3]=311.13; // D#/Eb
+ dDiatonic[4*12+4]=329.63; // E
+ dDiatonic[4*12+5]=349.23; // F
+ dDiatonic[4*12+6]=369.99; // F#/Gb
+ dDiatonic[4*12+7]=392.00; // G
+ dDiatonic[4*12+8]=415.30; // G#/Ab
+ dDiatonic[4*12+9]=440.00; // A
+ dDiatonic[4*12+10]=466.16; // A#/Bb
+ dDiatonic[4*12+11]=493.88; // B
+
+ // dalla ottava 5 alla 9
+ for(nOttava=5; nOttava<9; nOttava++)
+ {
+ for(nTono=0; nTono<12; nTono++)
+ {
+ dDiatonic[(nOttava*12)+nTono]=dDiatonic[((nOttava-1)*12)+nTono]*2;
+ }
+ }
+
+ // dalla ottava 0 alla 3
+ for(nOttava=3; nOttava>=0; nOttava--)
+ {
+ for(nTono=0; nTono<12; nTono++)
+ {
+ dDiatonic[(nOttava*12)+nTono]=dDiatonic[((nOttava+1)*12)+nTono]/2;
+ }
+ }
+}
+
+//***************************
+// generazione sample da DAC
+//***************************
+void SampleOut()
+{
+ // se è stato inviato il comando Stop, non fare niente fino a nuovo comando
+ if(bStop)
+ {
+ }
+ else // se non è stato inviato il comando di bStop continua
+ {
+ // output del campione della forma d'onda
+ OutWave.write_u16(usaSine[nSampleOutIndex]);
+
+ // incrementa l'indice del campione in output, modulo NUMSAMPLE: se NUMSAMPLE è 360, nSampleOutIndex va da 0 a 359
+ nSampleOutIndex++;
+ if(nSampleOutIndex >= SAMPLESINENUM)
+ {
+ nSampleOutIndex=0;
+ }
+
+ }
+}
+
+
+
+
+//*******************
+// Loop Principale
+//*******************
+int main()
+{
+ // configura velocità della comunicazione seriale su USB-VirtualCom e invia messaggio di benvenuto
+ pc.baud(921600); //921600 bps
+
+
+ // messaggio di benvenuto
+ pc.printf("\r\nHallo \r\n");
+ pc.printf("\r\n*** SineWave Generation ***\r\n");
+
+ //inizializza variabili
+ cReadChar = 0;
+ nSampleOutIndex=0;
+ nSampleOutCount=0;
+ bStop=true;
+
+ // test dei LED
+ led1=1; //Verde
+ wait_ms(1000);
+ led1=0;
+ led2=1; // Blu
+ wait_ms(1000);
+ led2=0;
+ led3=1; //Rosso
+ wait_ms(1000);
+ led3=0;
+ //+++++++++++++++++++++++++++++++++++ START Test ONDA DIGITALE ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
+ /*
+ led1=1;
+ led2=1;
+ led3=1;
+ while(true)
+ {
+ DigitalWave=0;
+ //wait_us(2024); //SI
+ //wait_us(2551); //SOL
+ wait_ms(300); //MI
+ DigitalWave=1;
+ wait_ms(300);
+ }
+ */
+ //+++++++++++++++++++++++++++++++++++ END Test ONDA DIGITALE +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
+
+
+ //+++++++++++++++++++++++++++++++++++ START Test ONDA ANALOGICA ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
+ fFreq=20.0; // frequenza della sinusoide di test
+ pc.printf("\n\r--- Generazione LA = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
+ bStop = false;
+ // genera la frequenza relativa alla nota che è stata selezionata
+ fAmp = 0.3; // coefficiente per il quale viene moltiplicato l'ampiezza massima
+ fDeltaT = 1.0/(fFreq*SAMPLESINENUM);
+ CalculateSinewave(32767, (32767*fAmp), (PI/2.0)); // generazione della sinusoide con valori nominali
+ SampleOutTicker.attach(&SampleOut,fDeltaT); // avvia output della sinusoide per generazione
+ while(true){};
+ //+++++++++++++++++++++++++++++++++++ END Test ONDA ANALOGICA ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
+
+ //+++++++++++++++++++++++++++++++++++ START Test ONDA ANALOGICA ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
+
+ // variabile contenente l'angolo in radianti
+ double fRads;
+ // passo in frequenza fissato dal numero di campioni in cui voglio dividere un periodo di sinusoide: DeltaF = 360°/NUMSAMPLE
+ double fDeltaF;
+ // angolo per il quale bisogna calcolare il valore di sinusoide: fAngle = nIndex*DeltaF
+ double fAngle;
+
+ fFreq=10.0;// frequenza della sinusoide DO da generare
+ pc.printf("\n\r--- Generazione frequenza = %.2f Hz ---\n\r", fFreq);
+
+
+ nSampleOutIndex=0;
+ while(true)
+ {
+
+ // output del campione della forma d'onda
+ //OutWave.write_u16( 32767*cos(nSampleOutIndex/3.14));
+ OutWave.write_u16( nSampleOutIndex);
+
+ // incrementa l'indice del campione in output, modulo NUMSAMPLE: se NUMSAMPLE è 360, nSampleOutIndex va da 0 a 359
+ nSampleOutIndex++;
+ if(nSampleOutIndex >= 32768)
+ {
+ nSampleOutIndex =0;
+ }
+
+ wait_ms(10);
+ }
+
+ //+++++++++++++++++++++++++++++++++++ END Test ONDA ANALOGICA ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
+
+ //+++++++++++++++++++++++++++++++++++ START Loop principale ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
+ while(true)
+ {
+ // verifica se è arrivato un carattere dalla seriale del pc
+ if(pc.readable())
+ //if (true)
+ {
+ cReadChar = pc.getc(); // Read hyperterminal
+ //cReadChar = 'C';
+ // genera la nota corrispondente al carattere ricevuto
+ switch(cReadChar)
+ {
+ //DO
+ case 'c':
+ case 'C':
+ {
+ fFreq=261.63;// frequenza della sinusoide DO da generare
+ pc.printf("\n\r--- Generazione DO = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
+ bStop = false;
+ } break;
+ // RE
+ case 'd':
+ case 'D':
+ {
+ fFreq=293.66;// frequenza della sinusoide RE da generare
+ pc.printf("\n\r--- Generazione RE = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
+ bStop = false;
+ } break;
+ // RE#/MIb
+ case 'm':
+ case 'M':
+ {
+ fFreq=311.13;
+ pc.printf("\n\r--- Generazione Mib = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
+ bStop = false;
+ } break;
+ case 'e':
+ case 'E':
+ {
+ fFreq=329.63; // frequenza della sinusoide MI da generare
+ pc.printf("\n\r--- Generazione MI = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
+ bStop = false;
+ } break;
+ case 'f':
+ case 'F':
+ {
+ fFreq=349.23;// frequenza della sinusoide FA da generare
+ pc.printf("\n\r--- Generazione FA = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
+ bStop = false;
+ } break;
+
+ // SOL
+ case 'g':
+ case 'G':
+ {
+ fFreq=392.0;
+ pc.printf("\n\r--- Generazione SOL = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
+ bStop = false;
+ } break;
+ // LA
+ case 'a':
+ case 'A':
+ {
+ fFreq=440.0; // frequenza della sinusoide LA da generare
+ pc.printf("\n\r--- Generazione LA = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
+ bStop = false;
+ } break;
+ //SI
+ case 'b':
+ case 'B':
+ {
+ fFreq=493.88;// frequenza della sinusoide SI da generare
+ pc.printf("\n\r--- Generazione SI = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
+ bStop = false;
+ } break;
+
+ // pausa
+ case ' ':
+ {
+ bStop=true;
+ pc.printf("\n\r--- Generation Stopped ---\n\r");
+ } break;
+ default:
+ {
+ bStop=true; // se la nota non è riconosciuta blocca la generazione
+ pc.printf("\n\r--- Wrong Tone ---\n\r");
+ } break;
+ } // switch (cReadChar)
+
+ // genera la frequenza relativa alla nota che è stata selezionata
+ fAmp = 1.0; // coefficiente per il quale viene moltiplicato l'ampiezza massima
+ fDeltaT = 1.0/(fFreq*SAMPLESINENUM);
+ CalculateSinewave(32767, (32767*fAmp), (PI/2.0)); // generazione della sinusoide con valori nominali
+ SampleOutTicker.attach(&SampleOut,fDeltaT); // avvia output della sinusoide per generazione
+ }
+ else // se non è stato premuto nessun tasto diagnostica
+ {
+
+ }
+ }
+
+
+}
\ No newline at end of file
--- a/Sound-Generation.cpp Wed May 16 15:28:15 2018 +0000
+++ /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
@@ -1,319 +0,0 @@
-// Tested : NUCLEO F207ZG
-#include "mbed.h"
-
-// Definizione periferiche
-Serial pc(USBTX, USBRX);
-AnalogOut OutWave(PA_5);
-//DigitalOut DigitalWave(PA_5);
-DigitalOut led1(LED1);
-DigitalOut led2(LED2);
-DigitalOut led3(LED3);
-
-// definizione della frequenza delle note ottava centrale del pianoforte
-#define C 261.63
-#define Cd 277.18
-#define Db 277.18
-#define D 293.66
-#define Dd 311.13
-#define Eb 311.13
-#define E 329.63
-#define F 349.23
-#define Fd 369.99
-#define Gb 369.99
-#define G 392.9
-#define Gd 415.3
-#define Ab 415.3
-#define A 440.0
-#define Ad 466.16
-#define Bb 466.16
-#define B 493.18
-
-
-
-
-
-
-// numero di campioni che compongono un periodo della sinusoide in Output sull'ADC
-#define SAMPLESINENUM 45// consigliabile avere multipli di 45
-
-// parametri dell'onda coseno da generare
-#define PI (3.141592653589793238462)
-#define AMPLITUDE 32767 //(1.0) // x * 3.3V
-#define PHASE (PI/2) // 2*pi è un periodo
-#define OFFSET 32767 //(0x7FFF)
-
-// numero di note componenti la scala diatonica
-#define NUMTONE 120
-
-// Output LED di diagnostica
-DigitalOut led(LED1);
-
-// ticker per la generazione dell'onda con DAC
-Ticker SampleOutTicker;
-
-// Buffer contenente la sinusoide da porre in output.
-unsigned short usaSine[SAMPLESINENUM];
-
-// prototipo di funzione che genera i campioni della sinusoide da utilizzare per la generazione tramite DAC
-void CalculateSinewave(void);
-
-// carattere in arrivo dal PC
-volatile char cReadChar;
-
-// indice, nell'array, del campione da porre in output
-volatile int nSampleOutIndex;
-// contatore dei campioni in output sul DAC
-volatile int nSampleOutCount;
-// Periodo di generazione campioni in output DeltaT = T/NumSample
-double fDeltaT;
-// amplificazione per il dato da spedire sull'ADC
-volatile double fAmp;
-//volatile double fAmpNew;
-// flag per bloccare la generazione del segnale
-volatile bool bStop;
-// frequenza segnale da generare
-volatile double fFreq;
-// periodo della sinusoide da generare
-double fPeriod;
-double dDiatonic[NUMTONE];
-
-//****************************
-// Create the sinewave buffer
-//****************************
-void CalculateSinewave(int nOffset, int nAmplitude, double fPhase)
-{
- // variabile contenente l'angolo in radianti
- double fRads;
- // indici per i cicli
- int nIndex;
- // passo in frequenza fissato dal numero di campioni in cui voglio dividere un periodo di sinusoide: DeltaF = 360°/NUMSAMPLE
- double fDeltaF;
- // angolo per il quale bisogna calcolare il valore di sinusoide: fAngle = nIndex*DeltaF
- double fAngle;
-
- fDeltaF = 360.0/SAMPLESINENUM;
- for (nIndex = 0; nIndex < SAMPLESINENUM; nIndex++)
- {
- fAngle = nIndex*fDeltaF; // angolo per il quale bisogna calcolare il campione di sinusoide
- fRads = (PI * fAngle)/180.0; // Convert degree in radian
- //usaSine[nIndex] = AMPLITUDE * cos(fRads + PHASE) + OFFSET;
- usaSine[nIndex] = nAmplitude * cos(fRads + fPhase) + nOffset;
- }
-}
-
-
-//**********************************************
-// Crea le frequenze delle note del pianoforte
-//**********************************************
-void CreateDiatonic()
-{
- int nTono;
- int nOttava;
-
- // ottava centrale = ottava 4
- dDiatonic[4*12+0]=261.63; // C
- dDiatonic[4*12+1]=277.18; // C#/Db
- dDiatonic[4*12+2]=293.66; // D
- dDiatonic[4*12+3]=311.13; // D#/Eb
- dDiatonic[4*12+4]=329.63; // E
- dDiatonic[4*12+5]=349.23; // F
- dDiatonic[4*12+6]=369.99; // F#/Gb
- dDiatonic[4*12+7]=392.00; // G
- dDiatonic[4*12+8]=415.30; // G#/Ab
- dDiatonic[4*12+9]=440.00; // A
- dDiatonic[4*12+10]=466.16; // A#/Bb
- dDiatonic[4*12+11]=493.88; // B
-
- // dalla ottava 5 alla 9
- for(nOttava=5; nOttava<9; nOttava++)
- {
- for(nTono=0; nTono<12; nTono++)
- {
- dDiatonic[(nOttava*12)+nTono]=dDiatonic[((nOttava-1)*12)+nTono]*2;
- }
- }
-
- // dalla ottava 0 alla 3
- for(nOttava=3; nOttava>=0; nOttava--)
- {
- for(nTono=0; nTono<12; nTono++)
- {
- dDiatonic[(nOttava*12)+nTono]=dDiatonic[((nOttava+1)*12)+nTono]/2;
- }
- }
-}
-
-//***************************
-// generazione sample da DAC
-//***************************
-void SampleOut()
-{
- // se è stato inviato il comando Stop, non fare niente fino a nuovo comando
- if(bStop)
- {
- }
- else // se non è stato inviato il comando di bStop continua
- {
- // output del campione della forma d'onda
- OutWave.write_u16(usaSine[nSampleOutIndex]);
-
- // incrementa l'indice del campione in output, modulo NUMSAMPLE: se NUMSAMPLE è 360, nSampleOutIndex va da 0 a 359
- nSampleOutIndex++;
- if(nSampleOutIndex >= SAMPLESINENUM)
- {
- nSampleOutIndex=0;
- }
-
- }
-}
-
-
-
-
-//*******************
-// Loop Principale
-//*******************
-int main()
-{
- // configura velocità della comunicazione seriale su USB-VirtualCom e invia messaggio di benvenuto
- pc.baud(921600); //921600 bps
-
-
- // messaggio di benvenuto
- pc.printf("\r\nHallo Amaldi Students - Exercise 9 \r\n");
- pc.printf("\r\n*** SineWave Generation ***\r\n");
-
- //inizializza variabili
- cReadChar = 0;
- nSampleOutIndex=0;
- nSampleOutCount=0;
- bStop=true;
-
- // test dei LED
- led1=1; //Verde
- wait_ms(1000);
- led1=0;
- led2=1; // Blu
- wait_ms(1000);
- led2=0;
- led3=1; //Rosso
- wait_ms(1000);
- led3=0;
-
-
- while(true)
- {
- // verifica se è arrivato un carattere dalla seriale del pc
- if(pc.readable())
- {
- cReadChar = pc.getc(); // Read hyperterminal
-
- // genera la nota corrispondente al carattere ricevuto
- switch(cReadChar)
- {
- //DO
- case 'c':
- case 'C':
- {
- fFreq=261.63;// frequenza della sinusoide DO da generare
- pc.printf("\n\r--- Generazione DO = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
- bStop = false;
- } break;
- // RE
- case 'd':
- case 'D':
- {
- fFreq=293.66;// frequenza della sinusoide RE da generare
- pc.printf("\n\r--- Generazione RE = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
- bStop = false;
- } break;
- // RE#/MIb
- case 'm':
- case 'M':
- {
- fFreq=311.13;
- pc.printf("\n\r--- Generazione Mib = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
- bStop = false;
- } break;
- case 'e':
- case 'E':
- {
- fFreq=329.63; // frequenza della sinusoide MI da generare
- pc.printf("\n\r--- Generazione MI = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
- bStop = false;
- } break;
- case 'f':
- case 'F':
- {
- fFreq=349.23;// frequenza della sinusoide FA da generare
- pc.printf("\n\r--- Generazione FA = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
- bStop = false;
- } break;
-
- // SOL
- case 'g':
- case 'G':
- {
- fFreq=392.0;
- pc.printf("\n\r--- Generazione SOL = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
- bStop = false;
- } break;
- // LA
- case 'a':
- case 'A':
- {
- fFreq=440.0; // frequenza della sinusoide LA da generare
- pc.printf("\n\r--- Generazione LA = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
- bStop = false;
- } break;
- //SI
- case 'b':
- case 'B':
- {
- fFreq=493.88;// frequenza della sinusoide SI da generare
- pc.printf("\n\r--- Generazione SI = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq);
- bStop = false;
- } break;
-
- // pausa
- case ' ':
- {
- bStop=true;
- pc.printf("\n\r--- Generation Stopped ---\n\r");
- } break;
- default:
- {
- bStop=true; // se la nota non è riconosciuta blocca la generazione
- pc.printf("\n\r--- Wrong Tone ---\n\r");
- } break;
- } // switch (cReadChar)
-
- // genera la frequenza relativa alla nota che è stata selezionata
- fAmp = 0.1; // coefficiente per il quale viene moltiplicato l'ampiezza massima
- fDeltaT = 1.0/(fFreq*SAMPLESINENUM);
- CalculateSinewave(32767, (32767*fAmp), (PI/2.0)); // generazione della sinusoide con valori nominali
- SampleOutTicker.attach(&SampleOut,fDeltaT); // avvia output della sinusoide per generazione
-
-
- }
- else // se non è stato premuto nessun tasto
- {
-
- }
- }
-
- /******* START ONDA DIGITALE FUNZIONA *****
- led1=1;
- led2=1;
- led3=1;
- while(true)
- {
- DigitalWave=0;
- //wait_us(2024); //SI
- //wait_us(2551); //SOL
- wait_us(1515); //MI
- DigitalWave=1;
- wait_us(1515);
- }
- ****** END ONDA DIGITALE FUNZIONA ******/
-}
\ No newline at end of file