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

делитель систем клока

[slava68.livejournal.com]

Вот, что я пропустил :-)))

стр.247 , получается, что пострадает качество преобразования.

By default, the successive approximation circuitry requires an input clock frequency between
50kHz and 200kHz to get maximum resolution. If a lower resolution than 10 bits is needed, the
input clock frequency to the ADC can be higher than 200kHz to get a higher sample rate.
The ADC module contains a prescaler, which generates an acceptable ADC clock frequency
from any CPU frequency above 100kHz. The prescaling is set by the ADPS bits in ADCSRA.
The prescaler starts counting from the moment the ADC is switched on by setting the ADEN bit
in ADCSRA. The prescaler keeps running for as long as the ADEN bit is set, and is continuously
reset when ADEN is low.
When initiating a single ended conversion by setting the ADSC bit in ADCSRA, the conversion
starts at the following rising edge of the ADC clock cycle.
A normal conversion takes 13 ADC clock cycles. The first conversion after the ADC is switched
on (ADEN in ADCSRA is set) takes 25 ADC clock cycles in order to initialize the analog circuitry.
When the bandgap reference voltage is used as input to the ADC, it will take a certain time for
the voltage to stabilize. If not stabilized, the first value read after the first conversion may be
wrong.

Re: делитель систем клока

[nepeanois.livejournal.com]

да-да, есть и такая засада. только там они неспроста на 16 делят в вашем варианте, наверное это как раз тот предел, после которого отваливаются младшие биты