Diff: Sound-Generation.cpp

Revision:

2:93bba36e0c06

--- /dev/null	Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/Sound-Generation.cpp	Wed May 16 15:28:15 2018 +0000
@@ -0,0 +1,319 @@
+// 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 ******/
+}
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