(SSD1306)M5StampS3、マイクを使用して、2chサウンドオシロスコープで遊ぶ。

参考

x 過去ログをみよ
x 3.1.1
x モノラルである
x マイクは、SPV1840LR5H-B

目的
マイクを使ったサウンドオシロスコープを作る。
速度は、音声程度で特に同期は、していないである。
モノラルである。
入力は、GPIOの1である。
平均してマイナス側は、カットである。
ある。ある。である。

いろいろ
デジタル信号の基本的な操作が入っている。
レベルカットや平均化、0点調整、ゲイン
まとめて、デジタルフィルター処理で昔は、
専用のDSP(デジタルシグナルプロセッサ)で
行っていて、現在、DSPは、絶滅危惧種
理由は、CPUの速度向上の為。
デジタル信号処理の講師の人もあの東芝を
追い出されたと言っていた。

オペアンプ反転増幅の例　各自、ネットで確認の事

結果

プログラム

//秋月のOLEDとアイテンドウのOLEDのアドレスは3C
//ssd1306_Sound_Oscilloscope_point_mic_p1_S3_1


//ヘッダー
#include <Arduino.h>
#include <Wire.h>


//定義
#define MAX_PAGE                   (7)
#define MAX_COL                    (127)

#define COMMAND_MODE               0x80 // continuation bit is set!
#define DATA_MODE                  0x40

#define SET_COLUMN_ADDRESS         0x21 // takes two bytes, start address and end address of display data RAM
#define SET_PAGE_ADDRESS           0x22 // takes two bytes, start address and end address of display data RAM

#define SET_MEMORY_ADDRESSING_MODE 0x20 // takes one byte as given above
#define HORIZONTAL_ADDRESSING_MODE 0x00


//I2Cに配列を転送する
void write_s(uint8_t *str1, uint8_t len1) {

  Wire.beginTransmission(  0x3c  );

  for (int ii = 0; ii < len1; ii++) {

    //一文字出力
    Wire.write(*str1 ++);

  }//for

  Wire.endTransmission();

}//write_s


//セットページアドレス
void setPageAddress(uint8_t start, uint8_t end)
{
  uint8_t databytes[6] = {COMMAND_MODE, SET_PAGE_ADDRESS, COMMAND_MODE, start, COMMAND_MODE, end};
  write_s(databytes, 6);
}//setPageAddress


//セットカラムアクセス
void setColumnAddress(uint8_t start, uint8_t end)
{
  uint8_t databytes[6] = {COMMAND_MODE, SET_COLUMN_ADDRESS, COMMAND_MODE, start, COMMAND_MODE, end};
  write_s(databytes, 6);
}//setColumnAddress


//セットメモリーアドレシングモード
void setMemoryAddressingMode()
{
  uint8_t databytes[4] = {COMMAND_MODE, SET_MEMORY_ADDRESSING_MODE, COMMAND_MODE, HORIZONTAL_ADDRESSING_MODE};
  write_s(databytes, 4);
}//setMemoryAddressingMode


//座標
int SO_X = 0;
int SO_Y = 0;

//8ドット分のデータ
char dot_1ch[8];
char dot_2ch[8];

//ブロックカウント
char b_count = 0;

//パターンRAMの内容を液晶に転送
void Sound_Oscilloscope(int L1, int L2) {

  if (SO_Y >= 64) {

    //範囲の設定 (OLED内部のx,yカウンターを初期化してホームポジション0,0に)
    setPageAddress(0, MAX_PAGE);  // all pages
    setColumnAddress(0, MAX_COL); // all columns

    SO_Y = 0;

    //while(1){} //debug
  }//end if

  dot_1ch[b_count] = L1;
  dot_2ch[b_count] = L2;

  b_count++;
  //b_count = 7; //debug
  if (b_count > 7 ) {

    //L1 L1 L1 vL1 L1 L1 L1 L1 L1 
    int a; //一時
    //データの配列の定義
    uint8_t databytes[2] = {DATA_MODE, 0x00};
    for (int x = 0; x < 64; x++) {

      //dot8[0]=0;dot8[1]=8;dot8[2]=16;dot8[3]=32;
      //dot8[4]=0;dot8[5]=9;dot8[6]=16;dot8[7]=32;
      a = 0;
      if(dot_1ch[0] == x ) {a = a | 0b00000001;}
      if(dot_1ch[1] == x ) {a = a | 0b00000010;}
      if(dot_1ch[2] == x ) {a = a | 0b00000100;}
      if(dot_1ch[3] == x ) {a = a | 0b00001000;}
      if(dot_1ch[4] == x ) {a = a | 0b00010000;}
      if(dot_1ch[5] == x ) {a = a | 0b00100000;}
      if(dot_1ch[6] == x ) {a = a | 0b01000000;}
      if(dot_1ch[7] == x ) {a = a | 0b10000000;}
      
      databytes[1] = a;
      write_s(databytes, 2);

      b_count = 0;
    }//for x

    //L2 L2 L2 L2 L2 L2 L2 L2 L2 
    for (int x = 0; x < 64; x++) {

      //dot8[0]=0;dot8[1]=8;dot8[2]=16;dot8[3]=32;
      //dot8[4]=0;dot8[5]=9;dot8[6]=16;dot8[7]=32;
      a = 0;
      if(dot_2ch[0] == x ) {a = a | 0b00000001;}
      if(dot_2ch[1] == x ) {a = a | 0b00000010;}
      if(dot_2ch[2] == x ) {a = a | 0b00000100;}
      if(dot_2ch[3] == x ) {a = a | 0b00001000;}
      if(dot_2ch[4] == x ) {a = a | 0b00010000;}
      if(dot_2ch[5] == x ) {a = a | 0b00100000;}
      if(dot_2ch[6] == x ) {a = a | 0b01000000;}
      if(dot_2ch[7] == x ) {a = a | 0b10000000;}
      
      databytes[1] = a;
      write_s(databytes, 2);

      b_count = 0;
    }//for x
    
  }//end if b_count

  SO_Y++;

}//Sound_Oscilloscope


//SSD1306の初期化
void display_begin(void) {

  //I2Cの初期化
  Wire.begin(); //C011
  delay(200);

  //SSD1306の初期化スペル(魔法)
  //0x80,0x8D,0x80,0x14,0x80,0xAF
  write_s( (uint8_t*) "\200\215\200\024\200\257", 6);
  delay(100);

  //セットメモリーアドレシングモード (画面の終端に来たら画面の先頭に)
  setMemoryAddressingMode();

  //範囲の設定 (OLED内部のx,yカウンターを初期化してホームポジション0,0に)
  setPageAddress(0, MAX_PAGE);  // all pages
  setColumnAddress(0, MAX_COL); // all columns

}//display_begin


//初期化
void setup() {

  //SSD1306の初期化
  display_begin();

}//setup


//メインループ
void loop() {

  //static int L1 = 0;
  //L1 = L1 + ( random(16) - 8 );
  //if ( L1 < 0 ) {L1 = 0;} else if ( L1 > 64 ) {L1 = 64;}
  //L1 = 32;

  //static int L2 = 0;
  //L2 = L2 + ( random(16) - 8 );
  //if( L2 < 0 )  {L2 = 0;} else if ( L2 > 64 ) {L2 = 64;}
  // //L1 = 32;


  int L1; //値 L ch
  int L2; //値 R ch

  float s; //input
  float cl = 0.0f; //L ch
  float cr = 0.0f; //R ch

  //L1
  for(int i=0;i<2;i++){ //平均化する
  //センサー入力する
    s = ((float)analogRead(1)); //センサーの値
    s = s * (3.3f / 4096.0f);   //電圧こと
    cl = cl + s;
  }
  cl = cl / 2;
  cl = cl - 1.650f;      //中心にする
  if(cl < 0) {cl = 0;}   //マイナス側のカット(マイクだから+-あり)
  cl = cl * 128;         //倍率を掛ける(好みで変える)
  if(cl > 63) {cl = 63;} //MAXを超えた物をカット
  L1 = (int)cl;          //キャストして転記

//モノラル時 #ifで処理をコメントアウト
#if 0
  //L2
  for(int i=0;i<2;i++){ //平均化する
    //センサー入力する
    s = (float)(analogRead(2)); //センサーの値
    s = s * (3.3f / 4096.0f);   //電圧こと
    cr = cr + s;
  }
  cr = cr / 2;
  cr = cr - 1.650f;      //中心にする
  if(cr < 0) {cr = 0;}   //マイナス側のカット(マイクだから+-あり)
  cr = cr * 128;         //倍率を掛ける(好みで変える)
  if(cr > 63) {cr = 63;} //MAXを超えた物をカット
  L2 = (int)cr;          //キャストして転記
#else
  L2 = L1; //モノラルの時
#endif

  Sound_Oscilloscope(L1, L2); //画面の再表示

  //delay(1000); //1秒待つ debug

}//loop