在本文中，我将
继续在已经在腺体中进行的3号实验室工作中体现我的灵感。 我们正在谈论使用Goertzel算法在Arduino的音频拨号模式下通过声音检测数字。
为了实现这一点，我使用了Arduino UNO，一个驻极体麦克风（
adafruit ）和一个带有MAX7219驱动器的8x8显示器。
行动计划
- 离散化足够多的样本（使用上一篇文章中的程序，我确信256个样本就足够了）。
- 找到与编码字符所需的频率相对应的频率响应幅度。
- 振幅的两个最大值将给出所需字符的行索引和列索引，例如，图3看起来像。
实作
在开始实施之前，我们先回答一个问题-Arduino UNO是否对我们有足够的性能？
时钟频率：16MHz
一个采样周期需要13个时钟周期
提供最高精度的预分频器值：128
结果表明16 MHz / 13/128〜9615 Hz-所需的采样频率，这意味着您可以使用最高4.8 kHz的频率。
ADC调整
ADC工作有多种模式，最有趣的模式如下（
数据表中ADCSRB关键字的完整列表）
- 单次读取-使用AnalogRead（）方法，但这是一个阻塞调用，需要100µs，并且使用它不可能提供恒定的采样率
- 自由运行模式-在此模式下，下一个采样周期在上一个采样周期结束后立即开始，并提供最大采样频率
- 定时器溢出-采样从定时器溢出开始，这使您可以微调采样频率
ADC设置代码，为简单起见，我使用了自由运行模式。
ADMUX = 0;
信号处理
输入完整的样本数组后，我们将关闭ADC的中断，并使用Goertzel算法计算频谱的幅度。 我不会使用这种详尽的
资源来竞争算法的描述，但是我将给出实现：
void goertzel(uint8_t *samples, float *spectrum) { float v_0, v_1, v_2; float re, im, amp; for (uint8_t k = 0; k < IX_LEN; k++) { float cos = pgm_read_float(&(cos_t[k])); float sin = pgm_read_float(&(sin_t[k])); float a = 2. * cos; v_0 = v_1 = v_2 = 0; for (uint16_t i = 0; i < N; i++) { v_0 = v_1; v_1 = v_2; v_2 = (float)(samples[i]) + a * v_1 - v_0; } re = cos * v_2 - v_1; im = sin * v_2; amp = sqrt(re * re + im * im); spectrum[k] = amp; } }
预先为对应于所需频率的样本计算正弦和余弦。 代码的完整版本在
这里 。
结论
最重要的是，事实证明，Arduino UNO资源足以进行简单的声音处理。
我学到的主要课程是ADC是一件敏感的事情，在成功识别并将角色发送到控制台后，我花了一周的时间对其进行调试以使其与显示器配合使用，因为我将麦克风接地和max7219连接在一起，并且所有采样立即变成了噪声。
会更好吗？ 是的，选择采样频率和采样数量以使所需频率与采样晶格重合会更正确，这样可以防止频谱扩展。 这样的参数已经是f = 8 kHz，N = 205，在这种情况下，您需要在自由运行模式下而不是自由模式下运行ADC，但需要定时器溢出，两者之间的差异将非常明显。
课程已接近尾声，但仍有很多想法。
谢谢您的关注。