Iwwww/sound-analyze
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity

feat(FFT): добавлено FFT, выделение основной частоты

Browse Source
This commit is contained in:
Михаил Ёлгин
2025-12-26 00:13:57 +03:00
parent 063cced2a5
commit 97c59cdda2
9 changed files with 291 additions and 83 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

183
firmware/App/Src/main.c
View File

@@ -2,6 +2,7 @@
#include <string.h>
#include "FreeRTOS.h"
#include "audio_adc.h"
#include "audio_processor.h" // НОВОЕ
#include "queue.h"
#include "stm32f1xx.h"
#include "task.h"
@@ -10,23 +11,25 @@
void vApplicationStackOverflowHook(TaskHandle_t xTask, char *pcTaskName) {
(void)xTask;
(void)pcTaskName;
// Мигаем LED очень быстро при переполнении стека
while (1) {
GPIOC->ODR ^= GPIO_ODR_ODR13;
for (volatile int i = 0; i < 50000; i++);
}
}
// === Структура данных для очереди ===
// === Структуры данных ===
// НОВОЕ: пакет с результатами FFT
typedef struct {
uint16_t min_val;
uint16_t max_val;
uint16_t avg_val;
float rms_dbfs;
float peak_hz;
float peak_mag;
uint8_t clipped;
uint32_t buffer_num;
} audio_stats_packet_t;
} audio_metrics_packet_t;
static QueueHandle_t audio_stats_queue = NULL;
static QueueHandle_t audio_metrics_queue = NULL;
static volatile uint32_t buffer_counter = 0;
// === System Clock ===
@@ -51,37 +54,26 @@ void SystemClock_Config(void) {
SystemCoreClock = 72000000;
}
// === Audio Callback ===
// === Audio Callback (НОВОЕ: копируем в очередь для обработки) ===
// Буфер для копирования из ISR
static audio_sample_t processing_buffer[AUDIO_BUFFER_SIZE];
void audio_buffer_ready(audio_sample_t *buffer, uint32_t size) {
static uint32_t buffer_counter = 0;
buffer_counter++;
// Мигаем LED при каждом вызове
// Мигаем LED
if (buffer_counter % 5 == 0) { GPIOC->ODR ^= GPIO_ODR_ODR13; }
uint16_t min_val = 4095;
uint16_t max_val = 0;
uint32_t sum = 0;
// Копируем данные (ISR должен быть быстрым)
memcpy(processing_buffer, buffer, size * sizeof(audio_sample_t));
for (uint32_t i = 0; i < size; i++) {
uint16_t val = buffer[i];
if (val < min_val) min_val = val;
if (val > max_val) max_val = val;
sum += val;
}
if (buffer_counter % 10 == 0) {
audio_stats_packet_t packet = {
.min_val = min_val,
.max_val = max_val,
.avg_val = (uint16_t)(max_val - min_val),
.buffer_num = buffer_counter};
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
xQueueSendFromISR(
audio_stats_queue,
&packet,
// Сигналим задаче обработки через notification
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
extern TaskHandle_t audio_process_task_handle;
if (audio_process_task_handle != NULL) {
vTaskNotifyGiveFromISR(
audio_process_task_handle,
&xHigherPriorityTaskWoken);
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
}
@@ -97,60 +89,110 @@ void usb_device_task(void *param) {
}
}
// НОВОЕ: задача обработки FFT
TaskHandle_t audio_process_task_handle = NULL;
void audio_process_task(void *param) {
(void)param;
// Инициализация процессора
if (!audio_processor_init()) {
// Ошибка FFT init
while (1) {
GPIOC->ODR ^= GPIO_ODR_ODR13;
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
}
}
audio_metrics_t metrics;
while (1) {
// Ждём сигнала от ISR
ulTaskNotifyTake(pdTRUE, portMAX_DELAY);
// Обработка 512 сэмплов
if (audio_processor_process_512(processing_buffer, &metrics)) {
// Отправляем только каждый 10-й (10 Hz)
if (buffer_counter % 10 == 0) {
audio_metrics_packet_t packet = {
.rms_dbfs = metrics.rms_dbfs,
.peak_hz = metrics.peak_hz,
.peak_mag = metrics.peak_mag,
.clipped = metrics.clipped,
.buffer_num = buffer_counter};
xQueueSend(audio_metrics_queue, &packet, 0);
}
}
}
}
void cdc_task(void *param) {
(void)param;
char tx_buffer[256];
uint32_t heartbeat_counter = 0;
uint32_t last_buffer_count = 0;
while (1) {
heartbeat_counter++;
// Heartbeat + ДИАГНОСТИКА регистров каждые 100 циклов
// Heartbeat каждые 100 циклов
if (heartbeat_counter % 100 == 0 && tud_cdc_connected()) {
uint32_t current_buffer_count = audio_adc_get_buffer_count();
int len = snprintf(
tx_buffer,
sizeof(tx_buffer),
"HB:%lu Q:%u BC:%lu | "
"TIM3_CR1:%lX TIM3_CNT:%lu | "
"ADC1_CR2:%lX ADC1_SR:%lX | "
"DMA_CCR:%lX DMA_CNDTR:%lu\r\n",
"HB:%lu Q:%u BC:%lu\r\n",
heartbeat_counter,
(unsigned)uxQueueMessagesWaiting(audio_stats_queue),
current_buffer_count,
TIM3->CR1,
TIM3->CNT,
ADC1->CR2,
ADC1->SR,
DMA1_Channel1->CCR,
DMA1_Channel1->CNDTR);
(unsigned)uxQueueMessagesWaiting(audio_metrics_queue),
current_buffer_count);
if (tud_cdc_write_available() >= len) {
tud_cdc_write(tx_buffer, len);
if (len > 0 && tud_cdc_write_available() >= (uint32_t)len) {
tud_cdc_write(tx_buffer, (uint32_t)len);
tud_cdc_write_flush();
}
last_buffer_count = current_buffer_count;
}
// Остальной код без изменений
audio_stats_packet_t packet;
if (xQueueReceive(audio_stats_queue, &packet, pdMS_TO_TICKS(10)) ==
// Метрики FFT
audio_metrics_packet_t packet;
if (xQueueReceive(audio_metrics_queue, &packet, pdMS_TO_TICKS(10)) ==
pdPASS) {
// fixed-point:
// RMS: dBFS * 10 (один знак после запятой)
int32_t rms_x10 = (int32_t)(packet.rms_dbfs * 10.0f);
int32_t rms_int = rms_x10 / 10;
int32_t rms_frac = rms_x10 % 10;
if (rms_frac < 0) rms_frac = -rms_frac;
// Freq: Hz * 10 (один знак после запятой)
int32_t freq_x10 = (int32_t)(packet.peak_hz * 10.0f);
int32_t freq_int = freq_x10 / 10;
int32_t freq_frac = freq_x10 % 10;
if (freq_frac < 0) freq_frac = -freq_frac;
// Mag: *1000 (три знака после запятой)
int32_t mag_x1000 = (int32_t)(packet.peak_mag * 1000.0f);
int32_t mag_int = mag_x1000 / 1000;
int32_t mag_frac = mag_x1000 % 1000;
if (mag_frac < 0) mag_frac = -mag_frac;
int len = snprintf(
tx_buffer,
sizeof(tx_buffer),
"Buf:%lu Min:%u Max:%u Avg:%u\r\n",
"Buf:%lu RMS:%ld.%01ld dBFS Freq:%ld.%01ld Hz Mag:%ld.%03ld "
"Clip:%u\r\n",
packet.buffer_num,
packet.min_val,
packet.max_val,
packet.avg_val);
(long)rms_int,
(long)rms_frac,
(long)freq_int,
(long)freq_frac,
(long)mag_int,
(long)mag_frac,
(unsigned)packet.clipped);
if (tud_cdc_connected() && len > 0 &&
tud_cdc_write_available() >= len) {
tud_cdc_write(tx_buffer, len);
if (len > 0 && tud_cdc_connected() &&
tud_cdc_write_available() >= (uint32_t)len) {
tud_cdc_write(tx_buffer, (uint32_t)len);
tud_cdc_write_flush();
}
}
@@ -177,28 +219,24 @@ void led_task(void *param) {
}
}
// === Задача инициализации аудио ===
void audio_init_task(void *param) {
(void)param;
// Индикация старта инициализации (мигнем 3 раза быстро)
// Индикация старта
for (int i = 0; i < 3; i++) {
GPIOC->ODR ^= GPIO_ODR_ODR13;
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
}
if (!audio_adc_init(audio_buffer_ready)) {
// Ошибка: мигаем очень быстро
while (1) {
GPIOC->ODR ^= GPIO_ODR_ODR13;
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50));
}
}
// Запускаем ADC после старта FreeRTOS
audio_adc_start();
// Индикация успешного запуска (мигнем 5 раз медленно)
for (int i = 0; i < 5; i++) {
GPIOC->ODR ^= GPIO_ODR_ODR13;
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(200));
@@ -207,8 +245,6 @@ void audio_init_task(void *param) {
vTaskDelete(NULL);
}
// === USB Reset ===
void force_usb_reset(void) {
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;
GPIOA->CRH &= ~GPIO_CRH_CNF12;
@@ -245,9 +281,9 @@ int main(void) {
tusb_init();
// Очередь создаем ДО старта планировщика
audio_stats_queue = xQueueCreate(10, sizeof(audio_stats_packet_t));
if (audio_stats_queue == NULL) {
// НОВОЕ: очередь для метрик FFT
audio_metrics_queue = xQueueCreate(10, sizeof(audio_metrics_packet_t));
if (audio_metrics_queue == NULL) {
while (1) {
GPIOC->ODR ^= GPIO_ODR_ODR13;
for (volatile int i = 0; i < 100000; i++);
@@ -266,6 +302,15 @@ int main(void) {
xTaskCreate(led_task, "led", 128, NULL, 1, NULL);
xTaskCreate(audio_init_task, "audio_init", 128, NULL, 2, NULL);
// НОВОЕ: задача обработки FFT (высокий приоритет, большой стек для FFT)
xTaskCreate(
audio_process_task,
"audio_proc",
512,
NULL,
configMAX_PRIORITIES - 2,
&audio_process_task_handle);
vTaskStartScheduler();
while (1);