不韋 呂
ノイズを付加した正弦波発生器 Sinusoidal wave generator with noise.
Dependencies: F746_GUI F746_SAI_IO Random mbed
Revision 0:31361b0fcdad, committed 2018-11-04
- Comitter:
- MikamiUitOpen
- Date:
- Sun Nov 04 02:41:21 2018 +0000
- Commit message:
- 1
Changed in this revision
diff -r 000000000000 -r 31361b0fcdad F746_GUI.lib --- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000 +++ b/F746_GUI.lib Sun Nov 04 02:41:21 2018 +0000 @@ -0,0 +1,1 @@ +https://os.mbed.com/users/MikamiUitOpen/code/F746_GUI/#50b8f7654c36
diff -r 000000000000 -r 31361b0fcdad F746_SAI_IO.lib --- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000 +++ b/F746_SAI_IO.lib Sun Nov 04 02:41:21 2018 +0000 @@ -0,0 +1,1 @@ +https://os.mbed.com/users/MikamiUitOpen/code/F746_SAI_IO/#61e2c3cc79a3
diff -r 000000000000 -r 31361b0fcdad MyFiles/LcdPanelFrq.hpp
--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/MyFiles/LcdPanelFrq.hpp Sun Nov 04 02:41:21 2018 +0000
@@ -0,0 +1,122 @@
+//-----------------------------------------------------------
+// ディジタルフィルタ実験のためのプラットフォームの
+// LCD パネル表示と入力信号の周波数設定で使う
+//
+// 2018/11/03, Copyright (c) 2017 MIKAMI, Naoki
+//-----------------------------------------------------------
+
+#ifndef PANEL_MANIPULATOR_HPP
+#define PANEL_MANIPULATOR_HPP
+
+#include "F746_GUI.hpp"
+#include "NumericUpDown.hpp"
+#include "Zoom.hpp"
+#include "WaveformDisplay.hpp"
+#include "Trigger.hpp"
+
+namespace Mikami
+{
+ class LcdPanel
+ {
+ public:
+ // ts : 標本化間隔（単位：μs）
+ LcdPanel(float ts)
+ : TS_(ts), lcd_(GuiBase::GetLcd()),
+ xnD_(N_DISP_BUF_), frq_(1000),
+ dPhi_(PI2_*frq_*TS_), phi_(0), factor_(1),
+ noiseLevel_(0)
+ {
+ Label title(240, 10, "Sin+Noise Generator", Label::CENTER, Font16);
+
+ // 表示するデータ数： 400個
+ waveDisp_ = new WaveformDisplay(lcd_, 30, 90, xnD_, 400, 8,
+ AXIS_COLOR_,
+ LINE_COLOR1_, LINE_COLOR2_,
+ BACK_COLOR_);
+
+ // GUI 設定
+ ud_ = new NumericUpDown(4, 0, 271, frq_, 9999, 100, "Hz");
+ bar_ = new SeekBar(230, 250, 230,
+ log10f(MIN_FRQ_), log10f(MAX_FRQ_), log10f(1000),
+ "0.1", "1.0", "10.0");
+ // ノイズ･レベルの設定用
+ nLevel_ = new SeekBar(270, 185, 190, 0, 1.0f, 0, "0", "0.5", "1.0");
+
+ // 時間軸の拡大率は 8 倍まで
+ zmButton_ = new ZoomButton(180, 170, 30, 30, 8);
+ }
+
+ // 正弦波の発生で使う値の更新し，取得する
+ float GetPhi()
+ {
+ if ((phi_ += dPhi_) > PI2_) phi_ -= PI2_;
+ return phi_;
+ }
+
+ // 周波数設定の更新とズームイン／アウト･ボタンの処理
+ void Update()
+ {
+ if (bar_->Slide()) // 周波数設定用 SeekBar をスライドした場合の処理
+ {
+ frq_ = (int)(powf(10, bar_->GetValue())+0.5f);
+ if (frq_ >= MAX_FRQ_) frq_ = MAX_FRQ_ - 1;
+ ud_->Set(frq_); // SeekBar の数値を NumericUpDown に表示する
+ dPhi_ = PI2_*frq_*TS_;
+ }
+
+ if (nLevel_->Slide()) // ノイズ･レベル設定用 SeekBar をスライドした場合の処理
+ noiseLevel_ = nLevel_->GetValue();
+
+ if (ud_->Touched()) // NumericUpDown をタッチした場合の処理
+ {
+ frq_ = ud_->Get();
+ bar_->Draw(log10f(frq_)); // NumericUpDown の数値で SeekBar のツマミの位置を設定
+ dPhi_ = PI2_*frq_*TS_;
+ }
+
+ zmButton_->Touched(factor_); // ズームインとズームアウト
+ }
+
+ // 入出力信号のデータを表示用バッファへ格納
+ void Store(int16_t xn, int n)
+ {
+ // N_DISP_BUF_ (= 1000) 個を越えたデータは格納しない
+ if (n >= N_DISP_BUF_) return;
+
+ xnD_[n] = xn;
+ }
+
+ // 入出力信号の波形の表示（トリガ条件を満足したところから表示する）
+ void Display() { waveDisp_->Execute(Trigger(xnD_, 1), factor_); }
+
+ // ノイズの大きさの取得
+ float GetNoiseLevel() { return noiseLevel_; }
+
+ private:
+ static const float PI_ = 3.1415926536f;
+ static const float PI2_ = 2.0f*PI_;
+ static const int MIN_FRQ_ = 100; // 発生する周波数の最小値
+ static const int MAX_FRQ_ = 10000; // 発生する周波数の最大値
+ static const uint32_t BACK_COLOR_ = GuiBase::ENUM_BACK;
+ static const uint32_t AXIS_COLOR_ = 0xFFCCFFFF;
+ static const uint32_t LINE_COLOR1_ = LCD_COLOR_CYAN;
+ static const uint32_t LINE_COLOR2_ = LCD_COLOR_MAGENTA;
+ static const int N_DISP_BUF_ = 1000; // 波形表示用のバッファのサイズ
+
+ const float TS_; // 標本化間隔
+
+ LCD_DISCO_F746NG &lcd_;
+ WaveformDisplay *waveDisp_;
+ NumericUpDown *ud_; // 入力信号の周波数設定用（1 Hz 単位での設定用）
+ SeekBar *bar_; // 入力信号の周波数設定用（概略の設定用）
+ SeekBar *nLevel_; // ノイズの大きさの設定用
+ ZoomButton *zmButton_; // 波形表示：ズームイン/アウト用
+
+ Array<int16_t> xnD_; // 波形表示で使うバッファ（入力信号用）
+ int frq_; // 現在の入力信号の周波数，初期値は 1 kHz
+ float dPhi_, phi_; // 入力信号の生成で使う変数
+ int factor_; // 波形表示の際の標本化間隔に対応するピクセル数
+ float noiseLevel_; // ノイズの大きさ
+ };
+}
+#endif // PANEL_MANIPULATOR_HPP
diff -r 000000000000 -r 31361b0fcdad MyFiles/Trigger.hpp
--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/MyFiles/Trigger.hpp Sun Nov 04 02:41:21 2018 +0000
@@ -0,0 +1,25 @@
+//---------------------------------------------------------------
+// トリガの条件を満足する点を探す
+//
+// 2017/07/24, Copyright (c) 2017 MIKAMI, Naoki
+//---------------------------------------------------------------
+
+#ifndef F746_TRIGGER_HPP
+#define F746_TRIGGER_HPP
+
+#include "mbed.h"
+#include "Array.hpp"
+
+namespace Mikami
+{
+ int Trigger(const Array<int16_t>& xn, // 対象とするデータ
+ int th) // トリガの基準値
+ {
+ int n;
+ for (n=1; n<xn.Length()/2; n++)
+ if ((xn[n-1] < -th) && (xn[n] > th))
+ return n;
+ return 0;
+ }
+}
+#endif // F746_TRIGGER_HPP
diff -r 000000000000 -r 31361b0fcdad MyFiles/WaveformDisplay.cpp
--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/MyFiles/WaveformDisplay.cpp Sun Nov 04 02:41:21 2018 +0000
@@ -0,0 +1,52 @@
+//-----------------------------------------------------------
+// Class for waveform display
+//
+// 2018/11/03, Copyright (c) 2018 MIKAMI, Naoki
+//-----------------------------------------------------------
+
+#include "WaveformDisplay.hpp"
+
+namespace Mikami
+{
+ void WaveformDisplay::Execute(int start, int factor)
+ {
+ Axis();
+ dt_ = factor;
+ Draw(xn_, start, LINE_COLOR1_);
+ lcd_.SetTextColor(BACK_COLOR_);
+ }
+
+ // Clipping
+ uint16_t WaveformDisplay::Clip(int16_t xn)
+ {
+ int16_t x = xn >> R_SHIFT_;
+ if (x > LIMIT_ ) x = LIMIT2_;
+ if (x < -LIMIT_ ) x = -LIMIT2_ ;
+ return Y0_ - x;
+ }
+
+ void WaveformDisplay::Draw(const Array<int16_t>& xn, int start, uint32_t color)
+ {
+ lcd_.SetTextColor(color);
+ uint16_t x1 = X0_;
+ uint16_t y1 = Clip(xn[start]);
+ for (int n=1; n<N_DATA_/dt_; n++)
+ {
+ uint16_t x2 = X0_ + n*dt_;
+ uint16_t y2 = Clip(xn[start+n]);
+ lcd_.DrawLine(x1, y1, x2, y2);
+
+ x1 = x2;
+ y1 = y2;
+ }
+ }
+
+ void WaveformDisplay::Axis()
+ {
+ lcd_.SetTextColor(BACK_COLOR_);
+ lcd_.FillRect(X0_, Y0_-LIMIT2_, N_DATA_, LIMIT2_*2+1);
+
+ lcd_.SetTextColor(AXIS_COLOR_);
+ lcd_.DrawLine(X0_-5, Y0_, X0_+N_DATA_+5, Y0_);
+ }
+}
diff -r 000000000000 -r 31361b0fcdad MyFiles/WaveformDisplay.hpp
--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/MyFiles/WaveformDisplay.hpp Sun Nov 04 02:41:21 2018 +0000
@@ -0,0 +1,61 @@
+//-----------------------------------------------------------
+// Class for waveform display ---- Header
+//
+// 2018/11/03, Copyright (c) 2018 MIKAMI, Naoki
+//-----------------------------------------------------------
+
+#ifndef F746_WAVEFORM_DISPLAY_HPP
+#define F746_WAVEFORM_DISPLAY_HPP
+
+#include "mbed.h"
+#include "LCD_DISCO_F746NG.h"
+#include "Array.hpp"
+
+namespace Mikami
+{
+ class WaveformDisplay
+ {
+ public:
+ WaveformDisplay(LCD_DISCO_F746NG &lcd,
+ uint16_t x0, uint16_t y0,
+ const Array<int16_t>& xn,
+ uint16_t nData,
+ uint16_t rShift,
+ uint32_t axisColor,
+ uint32_t lineColor1,
+ uint32_t lineColor2,
+ uint32_t backColor)
+ : X0_(x0), Y0_(y0), xn_(xn), N_DATA_(nData), R_SHIFT_(rShift),
+ AXIS_COLOR_(axisColor),
+ LINE_COLOR1_(lineColor1), LINE_COLOR2_(lineColor2),
+ BACK_COLOR_(backColor),
+ lcd_(lcd), dt_(1) { Axis(); }
+
+ void Execute(int start, int factor);
+
+ private:
+ const uint16_t X0_, Y0_;
+ const Array<int16_t>& xn_;
+ const int N_DATA_;
+ const uint16_t R_SHIFT_;
+ const uint32_t AXIS_COLOR_;
+ const uint32_t LINE_COLOR1_;
+ const uint32_t LINE_COLOR2_;
+ const uint32_t BACK_COLOR_;
+ static const int LIMIT_ = 64;
+ static const int LIMIT2_ = LIMIT_ + 1;
+
+ LCD_DISCO_F746NG &lcd_;
+
+ int dt_;
+
+ uint16_t Clip(int16_t xn); // Clipping
+ void Draw(const Array<int16_t>& xn, int start, uint32_t color);
+ void Axis();
+
+ // disallow copy constructor and assignment operator
+ WaveformDisplay(const WaveformDisplay& );
+ WaveformDisplay& operator=(const WaveformDisplay& );
+ };
+}
+#endif // F746_WAVEFORM_DISPLAY_HPP
diff -r 000000000000 -r 31361b0fcdad MyFiles/Zoom.hpp
--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/MyFiles/Zoom.hpp Sun Nov 04 02:41:21 2018 +0000
@@ -0,0 +1,62 @@
+//-----------------------------------------------------------
+// 時間軸の Zoom ボタン
+//
+// 2017/08/09, Copyright (c) 2017 MIKAMI, Naoki
+//-----------------------------------------------------------
+
+#ifndef ZOOM_BUTTON_HPP
+#define ZOOM_BUTTON_HPP
+
+#include "F746_GUI.hpp"
+#include "DelayedEnabler.hpp"
+
+namespace Mikami
+{
+ class ZoomButton
+ {
+ public:
+ // delay: ZoomButton がタッチされた後に再び有効になるまでの時間（単位：秒）
+ ZoomButton(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t w0, uint16_t h0,
+ uint32_t max, uint32_t min = 1, float delay = 0.2f)
+ : X0_(x0), Y0_(y0), W0_(w0), H0_(h0),
+ MAX_(max), MIN_(min), delay_(delay), factor_(1)
+ {
+ zoom_ = new ButtonGroup(x0, y0, w0, h0, 2, (string[]){"-", "+"},
+ 5, 0, 2);
+ zoom_->Inactivate(0); // ズームアウトボタンは無効にする
+ }
+
+ // タッチした場合は factor を *2 または /2 する
+ bool Touched(int &factor)
+ {
+ if (!delay_.IsEnabled()) return false;
+ int num;
+ if (!zoom_->GetTouchedNumber(num)) return false;
+
+ // タッチ後一定の時間が経過してから，再びタッチの検出を有効にするため
+ delay_.Disable();
+
+ factor_ = (num == 1) ? factor_*2 : factor_/2;
+ if (factor_ > MAX_) factor_ = MAX_;
+ if (factor_ < MIN_) factor_ = MIN_;
+
+ zoom_->ActivateAll();
+ if (factor_ == MAX_) zoom_->Inactivate(num);
+ if (factor_ == MIN_) zoom_->Inactivate(num);
+
+ factor = factor_;
+
+ return true;
+ }
+
+ private:
+ const int X0_, Y0_, W0_, H0_;
+ const uint32_t MAX_; // 最大値
+ const uint32_t MIN_; // 最小値
+
+ ButtonGroup *zoom_;
+ DelayedEnabler delay_;
+ int factor_;
+ };
+}
+#endif // ZOOM_BUTTON_HPP
diff -r 000000000000 -r 31361b0fcdad Random.lib --- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000 +++ b/Random.lib Sun Nov 04 02:41:21 2018 +0000 @@ -0,0 +1,1 @@ +https://os.mbed.com/users/MikamiUitOpen/code/Random/#9a89ea736473
diff -r 000000000000 -r 31361b0fcdad main.cpp
--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/main.cpp Sun Nov 04 02:41:21 2018 +0000
@@ -0,0 +1,50 @@
+//-----------------------------------------------------------------
+// 正弦波＋ノイズの発生器（標本化周波数：48 kHz）
+// ノイズの大きさは SeekBar で変えられる
+//
+// 使用しているライブラリのリビジョン：
+// F746_GUI Rev.33
+// F746_SAI_IO Rev.12
+// mbed Rev.170
+//
+// 2018/11/04, Copyright (c) 2018 MIKAMI, Naoki
+//-----------------------------------------------------------------
+
+#include "SAI_InOut.hpp"
+#include "LcdPanelFrq.hpp"
+#include "GaussRand.hpp"
+
+int main()
+{
+ const int FS = I2S_AUDIOFREQ_48K; // 標本化周波数：48 kHz
+ SaiIO mySai(SaiIO::OUTPUT, 2048, FS); // オーディオ信号出力用
+ LcdPanel myPanel(1.0f/(float)FS); // LCD パネル表示用
+ GaussRand rnd(0.5f, 0); // ガウス性ノイズ発生器
+
+ mySai.PlayOut(); // オーディオ信号出力開始
+
+ const float MAX_AMP = 8192.0f;
+ while (true) // 無限ループ
+ {
+ // 出力バッファへの転送が完了したら以下の処理を行う
+ if (mySai.IsXferred())
+ {
+ for (int n=0; n<mySai.GetLength(); n++)
+ {
+ // 入力信号の生成
+ float phi = myPanel.GetPhi();
+ float sn = sinf(phi); // 入力信号となる正弦波を発生
+ float noize = myPanel.GetNoiseLevel()*rnd.Next();
+
+ int16_t xn = (int16_t)(MAX_AMP*sn);
+ int16_t yn = (int16_t)(MAX_AMP*(sn + noize));
+ mySai.Output(xn, yn); // xn：ノイズなし（左チャンネル）
+ // yn：ノイズ付加（右チャンネル）
+ myPanel.Store(yn, n); // 表示用として格納
+ }
+
+ myPanel.Display(); // 入出力信号の波形表示
+ }
+ myPanel.Update(); // パネルの状態を読み取り必要なパラメータなどを更新する
+ }
+}
diff -r 000000000000 -r 31361b0fcdad mbed.bld --- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000 +++ b/mbed.bld Sun Nov 04 02:41:21 2018 +0000 @@ -0,0 +1,1 @@ +https://os.mbed.com/users/mbed_official/code/mbed/builds/e95d10626187 \ No newline at end of file