Разгоняем Ардуину !

[slava68]

Всё хорошо в этой железяке, только вот иногда встречаются задачки, которые не имеют простого решения.

Нужно оцифровать сигнал с микрофона. На первый взгляд - гавновопрос !
Пишем val=analogRead(1);
Только вот, даже если процессор ничего больше не делает, скорость выполнения этой команды через стандартную библиотеку составляет каких-то 8кГц.

По теореме Котельникова "частота дискретизации должна минимум в два раза превышать частоту обрабатываемого сигнала", т.е. мы можем оцифровать максимум до 4кГц. Этого мало даже для речевого сигнала :-(
Если нам нужно сделать БПФ (быстрое преобразование Фурье) и получить спектр звукового сигнала, то необходимо минимум 44кГц частоты дискретизации.

Нарыл в интернете подобную проблемку. Умные люди придумали такую штуку:

#define FASTADC 1 // defines for setting and clearing register bits
#ifndef cbi
#define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))
#endif
#ifndef sbi
#define sbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))
#endif

void setup() {
long int start ;
long int i ;

#if FASTADC // set prescale to 16
sbi(ADCSRA,ADPS2) ;
cbi(ADCSRA,ADPS1) ;
cbi(ADCSRA,ADPS0) ;
#endif

Serial.begin(9600) ;
Serial.print("ADCTEST: ") ;
start = millis() ;
for (i = 0 ; i < 61500 ; i++) analogRead(1) ;
Serial.print(millis() - start) ;
Serial.println(" msec (61500 calls)") ;
}
void loop() {
}
В результате получаем увеличения быстродействия примерно в 8 раз.

60кГц - это более чем достаточно, можно будет ещё и математикой заниматься в промежутках между чтением АЦП. Вот ссылочка на статейку про ускорение ввода-вывода на микроконтроллерах AVR: http://habrahabr.ru/post/141442/

только вот пока не могу разобраться, как это работает :-)))

Comments

[nepeanois.livejournal.com]

слишкоммногобукф. однако в порядке флейма должен заметить, что для analIsing проверочное слово - analYsis. ;)

так это лаба по электронике или по c++?

[slava68.livejournal.com]

"Цифровая обработка сигналов "

:-)))

Хочу завтра что-нибудь "сграбить" с генератора, пусть студенты сначала построят сигнал в EXELе, а потом преобразование Фурье вручную и получим спектр сигнала, на следующем занятии воплотим математику в контролере, а потом будем "опознавать" спектр во входном сигнале и "реагировать" на него.

Другая дисциплина у меня - "Схемотехническое проектирование ЭС" , там тоже пытаюсь те же лабораторки придумать, только задачи другие.

Есть у меня ещё "Конструирование ЭС на базе БИС" их тоже постепенно подвожу к тому, чтобы мне было полегче заниматься с ними всеми.

А "Информационные технологии" и "Информатика" у вечерников - там С++

[nepeanois.livejournal.com]

ахвонашто! тогда предлагаю добавить в код настройку частоты дискретизации (вот те три битика делителя выставлять по-разному) и смотреть ухудшение/улучшение качества оцифровки, а еще можно - восстановленние сигнала из ранее записанного (плеер).

если туда же пихать и математику, тогда надо делать ацп асинхронным - снимать измерения по прерываниям, а обрабатывать в основном цикле. иначе вон тот цикл ожидания тратится впустую.

про c++ спросил из-за названия копипасты

[slava68.livejournal.com]

"а еще можно - восстановленние сигнала из ранее записанного (плеер)."

Да, это будет обязательно. И работу по прерываниям тоже планирую.
Работа большая получается, будем по частям делать.