Generazione suono campionato
Dependencies: mbed
Fork of Amplificatore_bomboni_rev2 by
Diff: Amplificatore.cpp
- Revision:
- 7:cc303710b1bc
- Parent:
- 6:be1561f8c63c
diff -r be1561f8c63c -r cc303710b1bc Amplificatore.cpp --- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000 +++ b/Amplificatore.cpp Mon Jun 18 07:36:08 2018 +0000 @@ -0,0 +1,561 @@ +// Tested : NUCLEO F207ZG +#include "mbed.h" +#include<stdlib.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 durata note +#define SEMIBREVE 2000000 // durata della semibreve in microsecondi = 4sec +#define MINIMA SEMIBREVE/2 +#define SEMIMINIMA SEMIBREVE/4 +#define CROMA SEMIBREVE/8 +#define SEMICROMA CROMA/16 +#define BISCROMA SEMIBREVE/32 +#define SEMIBISCROMA SEMIBREVE/64 + + +// definizione della frequenza delle note ottava centrale del pianoforte +#define p 0 +#define C1 261.63 +#define C1d 277.18 +#define D1b 277.18 +#define D1 293.66 +#define D1d 311.13 +#define E1b 311.13 +#define E1 329.63 +#define F1 349.23 +#define F1d 369.99 +#define G1b 369.99 +#define G1 392.9 +#define G1d 415.3 +#define A1b 415.3 +#define A1 440.0 +#define A1d 466.16 +#define B1b 466.16 +#define B1 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; +volatile char CReadMusic; +// 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 int bGenerate = false; +// frequenza segnale da generare +volatile double fFreq; +// periodo della sinusoide da generare +double fPeriod; +double dDiatonic[NUMTONE]; + +// tipo di suono da generare: 0=Sine, 1= Square +char cSoundWave; +// tipo di spartito selezionato +char cScore; + +//**************************** +// Create the sinewave buffer +// // ATTENZIONE ----- SAREBBE MEGLIO CAMBIARE IL NOME DELLA FUNZIONE in CalculateWave[] !!!!! ---- +//**************************** +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; + + // a seconda della selezione, genera una diversa forma d'onda + // ATTENZIONE ----- SAREBBE MEGLIO CAMBIARE IL NOME DELL'ARRAY in usaWave[] !!!!! ---- + if(cSoundWave=='0') + { + // genera forma d'onda sinusoidale + 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; + } + } + else + { + // genera forma d'onda quadra. + for (nIndex = 0; nIndex < SAMPLESINENUM/2; nIndex++) + { + usaSine[nIndex] = nAmplitude*(1.0)+ nOffset; + } + for (nIndex = SAMPLESINENUM/2; nIndex < SAMPLESINENUM; nIndex++) + { + usaSine[nIndex] = nAmplitude*(-1.0)+ nOffset; + } + } +} + +//*************************** +// generazione sample da DAC +//*************************** +void SampleOut() +{ + // se è stato inviato il comando Stop, non fare niente fino a nuovo comando + if(bGenerate==0) + { + } + 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() +{ + // numero di note che compongono il brano + #define SYMPHONYN5DURATION 10 // numero di note che compongono il brano + // note del brano + float fNoteSymphonyN5 [SYMPHONYN5DURATION] = {p, G1, G1, G1, E1b, p, F1, F1, F1, D1}; + // durata delle note del brano + float fLengthSymphonyN5[SYMPHONYN5DURATION] ={CROMA, CROMA, CROMA, CROMA, MINIMA, CROMA, CROMA, CROMA, CROMA, MINIMA}; + + // numero di note che compongono il brano + #define MINUETTODURATION 20 // numero di note che compongono il brano + // note del brano + float fNoteMinuetto [SYMPHONYN5DURATION] = {p, G1, G1, G1, E1b, p, F1, F1, F1, D1}; + // durata delle note del brano + float fLengthMinuetto[SYMPHONYN5DURATION] ={CROMA, CROMA, CROMA, CROMA, MINIMA, CROMA, CROMA, CROMA, CROMA, MINIMA}; + + // indice per i cicli + int nIndex; + + //inizializza variabili + bGenerate=false; + cReadChar = 0; + nSampleOutIndex=0; + nSampleOutCount=0; + + + // 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*** Amaldi Vs Beethoven ***\r\n"); + + + + // test dei LED + led1=1; //Verde + wait_ms(500); + led1=0; + led2=1; // Blu + wait_ms(500); + led2=0; + led3=1; //Rosso + wait_ms(500); + led3=0; + + pc.printf("\r\n*** Select SoundWave ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 0: Sine ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 1: Square ***\r\n"); + + // acquisisce il tipo di suono da generare + while(!pc.readable()) + { + } + cSoundWave = pc.getc(); + + + pc.printf("\r\n*** Select Score ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 0: Lalala land ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 1: Minuetto ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 2: Prima invenzione ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 3: Nona sinfonia ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 4: When the saint go marching in ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 5: Preludio ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 6: Quinta Sinfonia ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 7: Minuetto ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 8: Minuetto ***\r\n"); + pc.printf("\r\n> 9: Me Composer ***\r\n"); + + // acquisisce lo spartito da generare + while(!pc.readable()) + { + } + cScore = pc.getc(); + + + // suona lo spartito selezionato + if(cScore =='6') + { + // abilita la generazione di suoni + bGenerate=true; + + fAmp = 1.0; // coefficiente per il quale viene moltiplicato l'ampiezza massima + + // genera la frequenza relativa alla nota selezionata, da nIndex, nello spartito + bGenerate=fNoteSymphonyN5[0]; + fFreq=fNoteSymphonyN5[0]; + if(bGenerate !=0) + { + 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 + } + + //dopo aver generato la nota, attendi per un periodo pari alla durata della nota + wait_us(fLengthSymphonyN5[1]); + + // accento sulla nota + bGenerate=false; + wait_us(fLengthSymphonyN5[1]/5); + bGenerate=true; + + bGenerate=fNoteSymphonyN5[1]; + fFreq=fNoteSymphonyN5[1]; + if(bGenerate !=0) + { + 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 + } + + //dopo aver generato la nota, attendi per un periodo pari alla durata della nota + wait_us(fLengthSymphonyN5[1]); + + // accento sulla nota + bGenerate=false; + wait_us(fLengthSymphonyN5[1]/5); + bGenerate=true; + + bGenerate=fNoteSymphonyN5[2]; + fFreq=fNoteSymphonyN5[2]; + if(bGenerate !=0) + { + 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 + } + //dopo aver generato la nota, attendi per un periodo pari alla durata della nota + wait_us(fLengthSymphonyN5[2]); + + // accento sulla nota + bGenerate=false; + wait_us(fLengthSymphonyN5[2]/5); + bGenerate=true; + + bGenerate=fNoteSymphonyN5[3]; + fFreq=fNoteSymphonyN5[3]; + if(bGenerate !=0) + { + 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 + } + //dopo aver generato la nota, attendi per un periodo pari alla durata della nota + wait_us(fLengthSymphonyN5[3]); + + // accento sulla nota + bGenerate=false; + wait_us(fLengthSymphonyN5[3]/5); + bGenerate=true; + + bGenerate=fNoteSymphonyN5[4]; + fFreq=fNoteSymphonyN5[4]; + if(bGenerate !=0) + { + 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 + } + //dopo aver generato la nota, attendi per un periodo pari alla durata della nota + wait_us(fLengthSymphonyN5[4]); + + // accento sulla nota + bGenerate=false; + wait_us(fLengthSymphonyN5[4]/5); + //bGenerate=true; + + pc.printf("\r\n premi tasto"); + while(!pc.readable()) + { + } + + + // coefficiente per il quale viene moltiplicato l'ampiezza massima + fAmp = 1.0; + + // genera le note indicate nell'array spartito con la durata indicata nell'array length + for(nIndex=0; nIndex<SYMPHONYN5DURATION; nIndex++) + { + bGenerate=fNoteSymphonyN5[nIndex]; + fFreq=fNoteSymphonyN5[nIndex]; + if(bGenerate !=0) + { + 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 + } + //dopo aver generato la nota, attendi per un periodo pari alla durata della nota + wait_us(fLengthSymphonyN5[nIndex]); + + // accento sulla nota + bGenerate=false; + wait_us(fLengthSymphonyN5[nIndex]/5); + bGenerate=true; + } + // dopo la lettura dello spartito disattiva suoni + bGenerate = false; + } + else + { + if(cScore=='9') + { + 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) + { + //La# + case 'u': + case 'U': + { + fFreq=466.16;// frequenza della sinusoide La# + pc.printf("\n\r--- Generazione La#_SIb= %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + //sol# + case 'y': + case 'Y': + { + fFreq=415.3;// frequenza della sinusoide Sol# + pc.printf("\n\r--- Generazione Sol#_LAb = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + //Sol_b + case 't': + case 'T': + { + fFreq=369.99;// frequenza della sinusoide Sol_b + pc.printf("\n\r--- Generazione Solb_Fa# = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + //DO# + case 'e': + case 'E': + { + fFreq=277.18;// frequenza della sinusoide DO diesis + pc.printf("\n\r--- Generazione DO# = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + //DO + case 'd': + case 'D': + { + fFreq=261.63;// frequenza della sinusoide DO da generare + pc.printf("\n\r--- Generazione DO = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + // RE + case 'f': + case 'F': + { + fFreq=293.66;// frequenza della sinusoide RE da generare + pc.printf("\n\r--- Generazione RE = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + // RE#/MIb + case 'r': + case 'R': + { + fFreq=311.13; + pc.printf("\n\r--- Generazione Mib = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + case 'g': + case 'G': + { + fFreq=329.63; // frequenza della sinusoide MI da generare + pc.printf("\n\r--- Generazione MI = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + case 'h': + case 'H': + { + fFreq=349.23;// frequenza della sinusoide FA da generare + pc.printf("\n\r--- Generazione FA = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + + // SOL + case 'j': + case 'J': + { + fFreq=392.0; + pc.printf("\n\r--- Generazione SOL = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + // LA + case 'k': + case 'K': + { + fFreq=440.0; // frequenza della sinusoide LA da generare + pc.printf("\n\r--- Generazione LA = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + //SI + case 'l': + case 'L': + { + fFreq=493.88;// frequenza della sinusoide SI da generare + pc.printf("\n\r--- Generazione SI = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + //DO 5° + case 'z': + case 'Z': + { + fFreq=523.00;// frequenza della sinusoide SI da generare + pc.printf("\n\r--- Generazione DO5 = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + //RE 5° + case 'x': + case 'X': + { + fFreq=587.00;// frequenza della sinusoide SI da generare + pc.printf("\n\r--- Generazione RE5 = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = true; + } break; + + // pausa + case ' ': + { + bGenerate = false; + pc.printf("\n\r--- Generazione pausa = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + + } break; + //prova + case 'o': + { + fFreq=587.00; + wait_ms(600); + fFreq=392.00; + wait_ms(300); + fFreq=440.00; + wait_ms(300); + fFreq=493.88; + wait_ms(300); + fFreq=523.16; + wait_ms(300); + } break; + //Stop + case 'b': + case 'B': + { + + fFreq=0;// stop + pc.printf("\n\r--- Generazione Stop = %.2f Hz ampiezza nominale ---\n\r", fFreq); + bGenerate = false; + } break; + + default: + { + bGenerate = false; // 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 + { + + } + } // while + } // cScore = '9' + } + /******* 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