Étape 3: Sortie Audio Mono avec 8 Bit DAC et fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz
Le schéma pour l’installation de la DAC est indiqué sur la Fig. 2. TOUJOURS et DGND (broches 1 et 5) se connecter à la terre de l’Arduino. VDD (broche 17), OUTA (axe 2), OUTB (pin 20). RFBA (broche 3) et RFBB (19 broches) se connectent à 5V de l’Arduino. WR (16 broches) se connecte à la broche numérique 10, CS (15 broches) se connecte à la broche numérique 9 et DACA/DACB (6 broches) se connecte à la broche numérique 8. DB0-DB7 (broches 14-7) se connecter à broches numériques 0-7. Les sorties de la DAC sont les broches 4 (DACA) et 18 (pour DACB).
Dans le code suivant de la pièce, j’utilise un interrupt timer pour envoyer des données à la DAC à un taux de 44,1 kHz (taux d’échantillonnage audio standard). Interruptions sont des routines qui sont exécutées à spécifiquement les intervalles. Alors que l’Arduino s’exécute des commandes dans le loop() principal il fonctionnent interrompt brièvement pour exécuter le contenu de {ISR(TIMER1_COMPA_vect)} à une vitesse de 44,1 kHz. Une fois que les commandes à l’intérieur de la fonction sont exécutées, l’Arduino reprend ce qu’il faisait dans la fonction loop(). De cette façon nous pouvons facilement ajouter le code pour la fonction de boucle (vérifier les capteurs, allumer les leds, etc.) et n’ont pas à se soucier du moment de la sortie audio. Les lignes suivantes configurer l’interruption :
() de CLI ; //stop interruptions
interruption de jeu timer1 à ~44.1kHz
TCCR1A = 0; / / set ensemble TCCR1A Registre à 0
TCCR1B = 0; / / Idem pour TCCR1B
TCNT1 = 0; //initialize valeur de compteur à 0
Comparez Set match s’inscrire à des incréments de 1hz
OCR1A = 361; / / = (16 * 10 ^ 6) / (44100 * 1) - 1 (doit être < 65536)
activer le mode de la CCT
TCCR1B | = (1 << WGM12) ;
Néc CS10 bit 1 diviseur
TCCR1B | = (1 << CS10) ;
activer minuteur comparer interruption
TIMSK1 | = (1 << OCIE1A) ;
SEI (); //enable interruptions
Une explication complète de ces lignes est donnée dans mon tutoriel d’interruption Arduino Timer. À l’intérieur de la routine d’interruption, nous trouvons les lignes suivantes :
PORTD = scie ; //send découper à la DAC par broches numériques 0-7
scie ++; valeur de scie //increment par un
Si (vu == 256) {//reset vu si elle atteint 256 (sortie continue au sein de 0-255 toujours)
vu = 0 ;
}
Donc chaque fois que la routine d’interruption il exécute envoie la valeur de la variable « vu » à la DAC. Puis la scie variable est augmentée d’un pour la prochaine fois qu'exécute la routine d’interruption. Si la scie est > 255 il est remis à zéro. Essentiellement l’Arduino envoie les numéros 0-255 à la DAC et ensuite remise à 0 une fois qu’il atteint 255. Cela va afficher une vague de scie de la DAC (fig 7).
J’ai noté dans les commentaires du code que la routine d’interruption n’est pas exécuté à exactement de 44,1 kHz, mais plus près que je pouvais obtenir. La fréquence d’échantillonnage réelle est 44,199 kHz (qui est en fait légèrement mieux que 44,1). C’était en raison de certaines limitations dans la configuration des interruptions de minuterie. Nous allons utiliser ce numéro pour calculer quelques infos sur la sortie DAC :
durée de chaque échantillon = 1/taux d’échantillonnage
durée de chaque échantillon = 1/44199 Hz = 22.6us
Fig. 8 montre qu'un zoom au vu de la DAC vu sortie sur un oscilloscope. Vous pouvez voir le 22.6us des étapes de la vague, tout comme calculé. La période de l’onde (la longueur du cycle on voyait complet) est :
Durée = Durée de chaque échantillon * échantillons par cycle
période = 22.6us * 256 = 5.8ms
et la fréquence :
fréquence = 1/période
fréquence = 1/0.0058s = 172 Hz
celles-ci peuvent être vues dans la Fig. 6.
<pre>//mono saw out with 44.1kHz sampling rate //by Amanda Ghassaei //Nov 2012
Le code ci-dessous génère une onde sinusoïdale à l’aide de la même interruption, que j’ai mis en place au-dessus. Arduino intègre une fonction sinus, mais c’est trop lent à exécuter à 44,1 kHz, donc j’ai conservé un tableau de valeurs de sinus pour tirer au cours de chaque interruption. J’ai couru un simple script Python (ci-dessous) pour générer des 100 valeurs de 127+127*sin(2*3.14*t/100) :
importer des mathématiques
pour x dans l’intervalle (0, 100) :
imprimer str(int(127+127*math.sin(2*math.pi*x*0.01)),)+str(","),
J’ai ces numéros mémorisés dans un tableau appelé « sine » et puis mettre la ligne suivante dans la routine d’interruption :
PORTD = sine [index]; //send une valeur stockée dans le sinus tableau dehors à la DAC via digital broches 0-7
index ++; index de //increment par un
Si (indice == 100) {//reset index si elle atteint 100
index = 0 ;
}
ces lignes envoyer une valeur du tableau « sine », spécifié par la valeur de la variable « index », pour PORTD. Puis « index » est augmentée par l’un pour le prochain cycle. Si index > 99 il est remis à zéro. La sortie de ce code est indiquée sur la Fig. 9.
Étant donné que j’ai utilisé la même configuration d’interruption que le code de la scie, la durée de chaque échantillon est identique : 22.6us (Fig. 10). Puisqu’il n’y a seulement 100 échantillons par cycle pour ce sinus (échantillons vs 255 par cycle pour la scie), la période est :
Durée = Durée de chaque échantillon * échantillons par cycle
période = 22.6us * 100 = 2.3ms
fréquence = 1/période
fréquence = 1/0.0023s = 442 Hz
celles-ci peuvent être vues dans la Fig. 9
<pre>//mono sine out with 44.1kHz sampling rate //by Amanda Ghassaei //Nov 2012
