Хочу сделать анализатор спектра на Arduino с помощью преобразования Хартли

@Mr_Earner_228 · Регистрация: 01.11.2022

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

C++

#include <Adafruit_NeoPixel.h>
//#include "NeoPixelPrint.h"
#include <math.h>
 
const int SAMPLES = 16;  // Количество отсчетов для DHT
 
float vols[SAMPLES];
float prevAmpls[SAMPLES]; // Предыдущие значения амплитуд
 
 
Adafruit_NeoPixel display(256, 12, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
 
 
void draw(int x, int y, int r = 255, int g = 255, int b = 0) {
  int i = 0; int h = y % 2;
  if (h == 0) {
    i = x + (y * 16);
  }
  else {
    i = (((y + 1) * 16) - 1) - x;
  }
  if (i < 0)i = 0;
  display.setPixelColor(i, r, g, b);
  display.show();
}
 
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  display.begin();
  display.setBrightness(20);
  //includeCanvas(display);
}
 
 
void loop() {
  display.clear();
  line(0, 7, 15, 8);
  display.show();
 
 
  // Один измерительный сигнал нужно проигнорировать
  analogRead(A0);
 
 
  // Затем считываем оставшиеся 16 значений
  for (uint8_t i = 0; i < SAMPLES; i++) {
    vols[i] = analogRead(A0);
    if(vols[i] < 10) vols[i] = 0;
  }
 
  float ampls[SAMPLES];
  DHT(vols, SAMPLES, ampls);
 
 
  // Вычисляем амплитуды с использованием преобразования Хартли
  for (uint8_t i = 0; i < SAMPLES; i++) {
   // Serial.print(vols[i]); Serial.print(", "); Serial.println(ampls[i]);
  }
 // Serial.println("---------------");
 
 
  // Отображаем результат на LED-матрице
  for (uint8_t g = 0; g < SAMPLES; g++) {
    smoothOutputOnDisplay(ampls[g], g);
  }
}
 
void DHT(float h[], int N, float H[]) {
  for (int k = 0; k < N; k++) {
    float sum = 0;
    for (int n = 0; n < N; n++) {
      sum += h[n] * (cos(2 * PI / N * (n + 0.5) * k) + sin(2 * PI / N * (n + 0.5) * k));
    }
    H[k] = fabs(sum);
  }
}
 
void smoothOutputOnDisplay(float ampl, uint8_t pos) {
  int normalizedAmplitude; int normalizedAmplitudeUD;
  switch(int(ampl)){
    case 0:
    normalizedAmplitude = 0;
    normalizedAmplitudeUD = 7;
    break;
    case 1:
    normalizedAmplitude = 1;
    normalizedAmplitudeUD = 6;
    break;
    case 2:
    case 3:
    normalizedAmplitude = 2;
    normalizedAmplitudeUD = 5;
    break;
    case 4:
    normalizedAmplitude = 3;
    normalizedAmplitudeUD = 4;
    break;
    case 5: 
    normalizedAmplitude = 4;
    normalizedAmplitudeUD = 3;
    break;
    case 6:
    case 7:
    normalizedAmplitude = 5;
    normalizedAmplitudeUD = 2;
    break;
    case 8:
    normalizedAmplitude = 6;
    normalizedAmplitudeUD = 1;
    break;
    default:
    normalizedAmplitude = 7;
    normalizedAmplitudeUD = 0;
    break;
  }
  normalizedAmplitudeUD = 7 - normalizedAmplitude;
  normalizedAmplitude += 8;
 
  line(pos, 8, pos, normalizedAmplitude);
  line(pos, normalizedAmplitudeUD, pos, 7);
  Serial.println(normalizedAmplitudeUD);
}
 
 
void line(int x, int y, int ex, int ey){
  for(int i = x; i <= ex; i++){
    for(int h = y; h <= ey; h++){draw(i, h); }
  }
}

Вроде все работает, но мне кажется, что тут что-то не так. Извините за все, я просто новичок еще)
На комменты внимания не обращайте, использовал GPT, но хочется узнать мнение знающих людей

@Syrinca · 29.04.2024, 18:15

Вроде как всё нормально.

@Mr_Earner_228 · 01.05.2024, 19:41 **[ТС]**

Хорошо, что все хорошо. Но теперь у меня проблема: я хочу сделать плавную анимацию полосок, но они выводятся последовательно, и я не знаю, как сделать вывод одновременно ВСЕХ полосок чтобы они не прогружались очередью:

C++

#include <Adafruit_NeoPixel.h>
//#include "NeoPixelPrint.h"
#include <math.h>
 
const int SAMPLES = 16;  // Количество отсчетов для FFT
 
float vols[SAMPLES];
float prevAmpls[SAMPLES]; // Предыдущие значения амплитуд
 
 
Adafruit_NeoPixel display(256, 12, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
 
 
void draw(int x, int y, int r = 255, int g = 255, int b = 0) {
  int i = 0; int h = y % 2;
  if (h == 0) {
    i = x + (y * 16);
  }
  else {
    i = (((y + 1) * 16) - 1) - x;
  }
  if (i < 0)i = 0;
  display.setPixelColor(i, r, g, b);
  display.show();
}
 
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  display.begin();
  display.setBrightness(20);
  //includeCanvas(display);
  line(0, 7, 15, 8, 0);
  display.show();
}
 
 
void loop() {
  // Один измерительный сигнал нужно проигнорировать
  analogRead(A0);
 
 
  // Затем считываем оставшиеся 16 значений
  for (uint8_t i = 0; i < SAMPLES; i++) {
    vols[i] = analogRead(A0);
    if(vols[i] < 10) vols[i] = 0;
  }
 
  float ampls[SAMPLES];
  DHT(vols, SAMPLES, ampls);
 
 
  // Вычисляем амплитуды с использованием преобразования Хартли
  for (uint8_t i = 0; i < SAMPLES; i++) {
   // Serial.print(vols[i]); Serial.print(", "); Serial.println(ampls[i]);
  }
 // Serial.println("---------------");
 
 
  // Отображаем результат на LED-матрице
  for (uint8_t g = 0; g < SAMPLES; g++) {
    smoothOutputOnDisplay(ampls[g], g);
  }
}
 
void DHT(float h[], int N, float H[]) {
  for (int k = 0; k < N; k++) {
    float sum = 0;
    for (int n = 0; n < N; n++) {
      sum += h[n] * (cos(2 * PI / N * (n + 0.5) * k) + sin(2 * PI / N * (n + 0.5) * k));
    }
    H[k] = fabs(sum);
  }
}
 
void smoothOutputOnDisplay(float ampl, uint8_t pos) {
  int normalizedAmplitude; int normalizedAmplitudeUD;
  switch(int(ampl)){
    case 0:
    normalizedAmplitude = 0;
    normalizedAmplitudeUD = 7;
    break;
    case 1:
    normalizedAmplitude = 1;
    normalizedAmplitudeUD = 6;
    break;
    case 2:
    case 3:
    normalizedAmplitude = 2;
    normalizedAmplitudeUD = 5;
    break;
    case 4:
    normalizedAmplitude = 3;
    normalizedAmplitudeUD = 4;
    break;
    case 5: 
    normalizedAmplitude = 4;
    normalizedAmplitudeUD = 3;
    break;
    case 6:
    case 7:
    normalizedAmplitude = 5;
    normalizedAmplitudeUD = 2;
    break;
    case 8:
    normalizedAmplitude = 6;
    normalizedAmplitudeUD = 1;
    break;
    default:
    normalizedAmplitude = 7;
    normalizedAmplitudeUD = 0;
    break;
  }
  normalizedAmplitudeUD = 7 - normalizedAmplitude;
  normalizedAmplitude += 8;
 
  line(pos, 8, pos, normalizedAmplitude, 20);
  line(pos, normalizedAmplitudeUD, pos, 7, 20);
 
  lineOFF(pos, 8, pos, normalizedAmplitude, 20);
  lineOFF(pos, normalizedAmplitudeUD, pos, 7, 20);
}
 
 
void line(int x, int y, int ex, int ey, int del){
  for(int i = x; i <= ex; i++){
    for(int h = y; h <= ey; h++){draw(i, h); delay(del);}
  }
}
 
void lineOFF(int x, int y, int ex, int ey, int del){
  for(int i = x; i <= ex; i++){
    for(int h = y; h <= ey; h++){draw(i, h, 0, 0, 0); delay(del);}
  }
}

@Azathtot · 02.05.2024, 07:24

Сообщение от Mr_Earner_228

и я не знаю, как сделать вывод одновременно ВСЕХ полосок

Экранный буфер. И потом выводить на экран, только те области, которые были изменены.
Вот вам пример такого обновления для LCD22 ( контроллер BD663474)

C++

void LCD22::update() {
 
    uint16_t *p = _screen;
    uint16_t *p1 = _fb.frame();
 
    for(int y = 0;y<PHYS_W;y++) {
            if(bcmp(p1, p, sizeof(uint16_t)*PHYS_H) != 0) {
                LCD_WRITE_COMMAND(0x210, PHYS_W-y-1);
                LCD_WRITE_COMMAND(0x211, PHYS_W-y-1);
                LCD_WRITE_COMMAND(0x212, 0);
                LCD_WRITE_COMMAND(0x213, PHYS_H-1);
                LCD_WRITE_COMMAND(0x200, PHYS_W-y-1);
                LCD_WRITE_COMMAND(0x201, 0);
                LCD_WRITE_R(0x202);
                LCD_WRITE_DATA(p1,PHYS_H);
                memcpy(p, p1, PHYS_H*sizeof(uint16_t));
            }
        p+=PHYS_H; p1+=PHYS_H;
    }
}

где screen и _fb.frame() соответственно
uint16_t _screen[PHYS_W * PHYS_H];
Рисуем в _fb.frame() а в айдле апдейтим экран.
P.S. Это писалось под 128 мегу, поэтому на памяти экономить не было резона.

@Mr_Earner_228 · 02.05.2024, 16:31 **[ТС]**

Если честно, не очень понятно. Как это работает, что такое screen и _fb.frame(). Я не понял, как это должно работать. Извините за непонятки, новичок еще/

@Azathtot · 02.05.2024, 18:24

Сообщение от Mr_Earner_228

Как это работает, что такое screen и _fb.frame()

screen и fb это два массива uint16_t. Это буфера экрана. uint16_t потому что у экрана цветовая схема RGB655 Обновляются только те строки, которые были изменены.
Ну и естественно никакого кода arduino библиотек, все на чистом си.
Если у вас проблема с памятью, то используйте один буфер, обновляете его во время айдла,и для экономии памяти можете использовать палитру и индексные цвета
LCD_WRITE_COMMAND работает так

C++

void  __attribute__((optimize("O0"))) SPI_BYTE(const uint8_t val) {
     SPDR = val;
     while(!(SPSR & _BV(SPIF)))
         wdt_reset();
}
 
void SPI_WORD(const uint16_t val) {
    const uint8_t *p = (const uint8_t *)&val;
        SPI_BYTE(p[1]); SPI_BYTE(p[0]);
}
 
void LCD22::LCD_WRITE_COMMAND(const uint16_t r, const uint16_t d) {
  PORT_RS &= ~_BV(PIN_RS);
  PORT_CS &= ~_BV(PIN_CS);
  SPI_WORD(r);
  PORT_RS |= _BV(PIN_RS);
  PORT_CS |= _BV(PIN_CS);
  PORT_CS &= ~_BV(PIN_CS);
  SPI_WORD(d);
  PORT_CS |= _BV(PIN_CS);
}

@Syrinca 6 / 3 / 3 Регистрация: 05.04.2024 Сообщений: 13
	29.04.2024, 18:15	2
	Вроде как всё нормально. 0

@Mr_Earner_228 1 / 1 / 0 Регистрация: 01.11.2022 Сообщений: 78
	02.05.2024, 16:31 [ТС]	5
	Если честно, не очень понятно. Как это работает, что такое screen и _fb.frame(). Я не понял, как это должно работать. Извините за непонятки, новичок еще/ 0

	02.05.2024, 18:24