Intentando una aplicación de audio PWM. No puedo averiguar por qué estoy recibiendo un pitido fuerte superposición de mi sonido

Question

Quiero reproducir algunos clips cortos de audio (que van desde 50ms a 100ms) de mi microcontrolador atmega168 y la salida a un altavoz barato.

Estaba siguiendo este tutorial pero como estoy usando un atmega168 y no un atmega2560, tuve que modificar mi codigo asi como reemplazar el sonido.

Como en el tutorial, estoy usando un oscilador interno de 8MHz (puse LFUSE = 0xE2 en el Makefile) y todos los ajustes PWM son los mismos...lo que significa que

• Uso de un temporizador/contador de 161 con resolución PWM de 8 bits
• Ajustar OC1A en la comparación (y borrar en la parte inferior)
• Sin preescalado

En cuanto al clip de sonido, lo muestreé a 15,625 kHz y lo exporté a un archivo wav PCM de 8 bits. A continuación, obtener un volcado hexadecimal a través de xxd -i que me da el archivo c de salida. No he eliminado el encabezado como me imaginé que sólo puede saltar por sólo ir a la 44º puesto de la matriz de salida, ya que es la posición de los datos.

El problema que tengo es que, si bien obtengo mi sonido (distorsionado y suave), hay un fuerte pitido que se superpone a mi sonido y no tengo ni idea de cuál es la causa.

Por desgracia, no tengo acceso a un osciloscopio, así que no puedo precisar si se trata de la forma en que he muestreado mi sonido, o si mi sonido es demasiado corto o algo que está más allá de mi comprensión actual.

Main.c

#include <inttypes.h>
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#include <avr/power.h>
#include <util/setbaud.h>
#include <avr/interrupt.h>

#include "switch.h"
#define WAV_DATA_POSITION 44 
#define BASE_LEVEL 0xff

unsigned int  count=WAV_DATA_POSITION;;
volatile uint16_t timerOverflowCount;
unsigned char sample_count =2;

// This interrupt service reads new data, 
ISR(TIMER1_OVF_vect){

    sample_count--;

    if(sample_count ==0)
    {
        sample_count = 2;
        if (count < switchResampled_len){
            OCR1A= pgm_read_byte(&switch_raw[count]);
            count++;
        }
    }
    else{
        OCR1A= BASE_LEVEL;
    }
}

void pwm_init()
{

    SREG |=0x80;

    //select Fast PWM with 8-bit resolution,set OC1A on compare match and clear at bottom
    TCCR1A|=(1<<COM1A1)|(1<<COM1A0)|(1<<WGM10);  

    //No prescaling therefore timer frequency = 8 MHz and PWM frequency = 31250 Hz
    TCCR1B|=(1<<WGM12)|(1<<CS10);          

    TCNT1=0x00;

    OCR1A=BASE_LEVEL;
    //Enable the timer interrupt
    TIMSK1 |= ( 1 <<TOIE1); 

    //Clear all interupt flags
    TIFR1|=(1<<ICF1)|(1<<OCF1B)|(1<<OCF1A)|(1<<TOV1); 

    //Enable interrupts
    sei(); 

}

int main(void)
{
    //PB1 is OC1A. Use this for output
    DDRB |= (1 << PB1);
    pwm_init();

    /* insert your hardware initialization here */
    for(;;){

        /* insert your main loop code here */
    }
    return 0;   /* never reached */
}

Switch.h (Archivo de sonido)

const unsigned char switch_raw[] PROGMEM = {
  0x52, 0x49, 0x46, 0x46, 0x0d, 0x04, 0x00, 0x00, 0x57, 0x41, 0x56, 0x45,
  0x66, 0x6d, 0x74, 0x20, 0x10, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00,
  0x09, 0x3d, 0x00, 0x00, 0x09, 0x3d, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x08, 0x00,
  0x64, 0x61, 0x74, 0x61, 0x4b, 0x03, 0x00, 0x00, 0x80, 0x7f, 0x7f, 0x7e,
  0x7f, 0x80, 0x7f, 0x80, 0x7f, 0x7f, 0x7e, 0x7f, 0x80, 0x7f, 0x7e, 0x7e,
  0x7f, 0x80, 0x7f, 0x7f, 0x7e, 0x7d, 0x7f, 0x81, 0x7e, 0x7e, 0x7f, 0x7f,
  0x7e, 0x7e, 0x7f, 0x7f, 0x7f, 0x7d, 0x80, 0x81, 0x7e, 0x7b, 0x7e, 0x7f,
  0x7f, 0x81, 0x7e, 0x7e, 0x7d, 0x80, 0x80, 0x7e, 0x7e, 0x7e, 0x7d, 0x7e,
  0x80, 0x80, 0x7e, 0x7c, 0x7d, 0x7f, 0x81, 0x7f, 0x7e, 0x81, 0x7d, 0x7b,
  0x80, 0x7f, 0x7f, 0x83, 0x7f, 0x7b, 0x7f, 0x80, 0x7f, 0x82, 0x7f, 0x7e,
  0x80, 0x7e, 0x81, 0x7f, 0x7f, 0x81, 0x7d, 0x7e, 0x80, 0x7e, 0x80, 0x7e,
  0x7f, 0x85, 0x80, 0x83, 0x7b, 0x77, 0x83, 0x81, 0x86, 0x7e, 0x7b, 0x7e,
  0x81, 0x83, 0x7f, 0x7f, 0x7f, 0x7f, 0x81, 0x82, 0x7f, 0x7e, 0x7e, 0x7e,
  0x81, 0x83, 0x7f, 0x7f, 0x7f, 0x80, 0x80, 0x81, 0x7e, 0x7e, 0x80, 0x83,
  0x7f, 0x7d, 0x7b, 0x80, 0x80, 0x94, 0x79, 0x68, 0x87, 0x75, 0x98, 0x87,
  0x6e, 0x7f, 0x8c, 0x81, 0x54, 0x7c, 0xc4, 0x8a, 0x46, 0x31, 0x72, 0xe2,
  0xc1, 0x8a, 0x41, 0x2f, 0x71, 0xb3, 0xc8, 0x96, 0x51, 0x41, 0x67, 0x9c,
  0xb1, 0x98, 0x74, 0x57, 0x5f, 0x76, 0x99, 0xa8, 0x96, 0x72, 0x5b, 0x64,
  0x7e, 0x97, 0xa1, 0x8f, 0x6f, 0x56, 0x66, 0x89, 0xa0, 0x9d, 0x7e, 0x62,
  0x5c, 0x78, 0x93, 0x9d, 0x90, 0x70, 0x58, 0x68, 0x88, 0x9c, 0x95, 0x7c,
  0x66, 0x64, 0x7c, 0x90, 0x95, 0x82, 0x6f, 0x6b, 0x75, 0x86, 0x8e, 0x88,
  0x79, 0x72, 0x75, 0x80, 0x88, 0x89, 0x81, 0x78, 0x74, 0x78, 0x84, 0x85,
  0x84, 0x7d, 0x7b, 0x7c, 0x7b, 0x80, 0x85, 0x87, 0x81, 0x76, 0x74, 0x7e,
  0x82, 0x89, 0x84, 0x7c, 0x77, 0x78, 0x84, 0x83, 0x84, 0x7c, 0x78, 0x7b,
  0x83, 0x83, 0x80, 0x83, 0x80, 0x7d, 0x7a, 0x7e, 0x83, 0x87, 0x82, 0x79,
  0x78, 0x7e, 0x87, 0x8b, 0x80, 0x76, 0x79, 0x7e, 0x87, 0x87, 0x80, 0x7a,
  0x7a, 0x80, 0x82, 0x84, 0x81, 0x7f, 0x7e, 0x7d, 0x7a, 0x82, 0x88, 0x7f,
  0x7a, 0x79, 0x7f, 0x85, 0x85, 0x7f, 0x7d, 0x7a, 0x7d, 0x83, 0x87, 0x7e,
  0x78, 0x7e, 0x7d, 0x83, 0x7e, 0x81, 0x81, 0x80, 0x7f, 0x81, 0x81, 0x7c,
  0x7e, 0x7a, 0x81, 0x82, 0x81, 0x84, 0x82, 0x79, 0x78, 0x84, 0x86, 0x7d,
  0x7b, 0x7e, 0x7f, 0x7c, 0x7d, 0x7d, 0x82, 0x80, 0x80, 0x7e, 0x7d, 0x85,
  0x84, 0x7b, 0x75, 0x7c, 0x7d, 0x84, 0x88, 0x84, 0x7b, 0x7b, 0x7d, 0x7c,
  0x88, 0x88, 0x7b, 0x78, 0x78, 0x78, 0x88, 0x8d, 0x80, 0x78, 0x7f, 0x86,
  0x86, 0x83, 0x7c, 0x71, 0x76, 0x84, 0x97, 0x93, 0x70, 0x6d, 0x68, 0x78,
  0xc5, 0xb6, 0x5f, 0x37, 0x2a, 0x69, 0xc1, 0xc9, 0xa0, 0x7a, 0x52, 0x50,
  0x71, 0x8a, 0x9d, 0xa0, 0x8b, 0x69, 0x67, 0x68, 0x79, 0x94, 0x96, 0x87,
  0x7b, 0x81, 0x84, 0x7e, 0x7d, 0x7e, 0x75, 0x72, 0x89, 0x8e, 0x88, 0x86,
  0x6d, 0x6d, 0x7a, 0x82, 0x8d, 0x8e, 0x78, 0x76, 0x7f, 0x7d, 0x7e, 0x82,
  0x80, 0x7b, 0x7d, 0x7a, 0x7b, 0x86, 0x89, 0x80, 0x7b, 0x75, 0x77, 0x7f,
  0x83, 0x84, 0x86, 0x81, 0x81, 0x7e, 0x73, 0x7c, 0x83, 0x7f, 0x85, 0x82,
  0x7d, 0x83, 0x7d, 0x7d, 0x80, 0x7b, 0x7c, 0x86, 0x85, 0x7e, 0x7b, 0x74,
  0x7d, 0x86, 0x85, 0x8b, 0x81, 0x76, 0x78, 0x78, 0x7e, 0x89, 0x83, 0x7e,
  0x80, 0x78, 0x7f, 0x84, 0x81, 0x84, 0x7a, 0x77, 0x7f, 0x81, 0x84, 0x81,
  0x78, 0x7a, 0x7e, 0x84, 0x8e, 0x81, 0x72, 0x75, 0x77, 0x83, 0x8b, 0x84,
  0x84, 0x7b, 0x72, 0x7a, 0x83, 0x84, 0x85, 0x7e, 0x78, 0x7e, 0x7d, 0x7f,
  0x82, 0x80, 0x7f, 0x7e, 0x7f, 0x81, 0x7e, 0x7b, 0x80, 0x85, 0x84, 0x82,
  0x7d, 0x7a, 0x7d, 0x7f, 0x84, 0x84, 0x7f, 0x79, 0x7b, 0x82, 0x80, 0x80,
  0x81, 0x80, 0x81, 0x81, 0x7f, 0x7e, 0x79, 0x79, 0x81, 0x86, 0x85, 0x82,
  0x7d, 0x77, 0x7a, 0x7e, 0x86, 0x8b, 0x84, 0x7a, 0x7a, 0x7d, 0x7e, 0x83,
  0x83, 0x80, 0x7e, 0x7c, 0x7c, 0x80, 0x7f, 0x80, 0x7f, 0x7f, 0x80, 0x7e,
  0x7f, 0x80, 0x7f, 0x7c, 0x80, 0x7d, 0x7e, 0x85, 0x81, 0x7c, 0x7d, 0x7b,
  0x7c, 0x81, 0x80, 0x7d, 0x7f, 0x80, 0x7d, 0x82, 0x84, 0x7e, 0x7a, 0x7e,
  0x7e, 0x7f, 0x82, 0x7d, 0x7e, 0x81, 0x7f, 0x7d, 0x7e, 0x81, 0x83, 0x83,
  0x80, 0x79, 0x77, 0x7c, 0x83, 0x87, 0x86, 0x7f, 0x75, 0x79, 0x7e, 0x85,
  0x86, 0x80, 0x7a, 0x78, 0x7c, 0x7f, 0x83, 0x81, 0x82, 0x7d, 0x7a, 0x7f,
  0x81, 0x80, 0x80, 0x7c, 0x7b, 0x80, 0x7e, 0x80, 0x85, 0x84, 0x7d, 0x7b,
  0x7a, 0x7f, 0x83, 0x82, 0x80, 0x7c, 0x7e, 0x7e, 0x80, 0x81, 0x7f, 0x7f,
  0x7e, 0x7f, 0x82, 0x7f, 0x7c, 0x7b, 0x7b, 0x82, 0x84, 0x83, 0x7e, 0x7c,
  0x7b, 0x7e, 0x83, 0x81, 0x7f, 0x7d, 0x7e, 0x7f, 0x83, 0x81, 0x7e, 0x7d,
  0x7b, 0x7d, 0x80, 0x82, 0x81, 0x80, 0x7f, 0x7d, 0x7f, 0x80, 0x7f, 0x80,
  0x81, 0x80, 0x7f, 0x7d, 0x7d, 0x7e, 0x81, 0x82, 0x80, 0x7d, 0x7f, 0x81,
  0x80, 0x7f, 0x7d, 0x7c, 0x7e, 0x80, 0x80, 0x80, 0x80, 0x80, 0x7e, 0x7f,
  0x7d, 0x7e, 0x80, 0x81, 0x80, 0x7f, 0x7e, 0x7c, 0x7f, 0x81, 0x80, 0x80,
  0x80, 0x7f, 0x7e, 0x7e, 0x7f, 0x7f, 0x80, 0x80, 0x80, 0x81, 0x80, 0x7d,
  0x7c, 0x7f, 0x80, 0x83, 0x81, 0x7c, 0x7b, 0x7c, 0x7f, 0x82, 0x82, 0x7f,
  0x7d, 0x7c, 0x7e, 0x80, 0x81, 0x81, 0x7f, 0x7f, 0x7d, 0x7d, 0x80, 0x82,
  0x7f, 0x7e, 0x7d, 0x7d, 0x80, 0x83, 0x82, 0x7f, 0x7f, 0x7a, 0x7d, 0x80,
  0x81, 0x81, 0x80, 0x7e, 0x7f, 0x80, 0x7e, 0x7e, 0x7f, 0x80, 0x7f, 0x80,
  0x7f, 0x7e, 0x7d, 0x7f, 0x7e, 0x80, 0x81, 0x81, 0x80, 0x80, 0x7e, 0x7e,
  0x7e, 0x7d, 0x80, 0x7f, 0x80, 0x81, 0x7f, 0x7e, 0x7e, 0x7c, 0x7f, 0x82,
  0x7f, 0x80, 0x7f, 0x7d, 0x7d, 0x7f, 0x7f, 0x80, 0x80, 0x7f, 0x7e, 0x7f,
  0x7f, 0x7f, 0x80, 0x7e, 0x7f, 0x7f, 0x80, 0x81, 0x7f, 0x7e, 0x7d, 0x7d,
  0x81, 0x82, 0x80, 0x7e, 0x7d, 0x7e, 0x80, 0x81, 0x7f, 0x80, 0x80, 0x7f,
  0x7f, 0x7d, 0x7f, 0x81, 0x80, 0x7f, 0x80, 0x7f, 0x7e, 0x7d, 0x7e, 0x4c,
  0x49, 0x53, 0x54, 0x48, 0x00, 0x00, 0x00, 0x49, 0x4e, 0x46, 0x4f, 0x49,
  0x43, 0x52, 0x44, 0x12, 0x00, 0x00, 0x00, 0x32, 0x30, 0x31, 0x36, 0x2d,
  0x31, 0x30, 0x2d, 0x31, 0x37, 0x20, 0x31, 0x37, 0x3a, 0x32, 0x37, 0x00,
  0x00, 0x49, 0x53, 0x46, 0x54, 0x22, 0x00, 0x00, 0x00, 0x4c, 0x61, 0x76,
  0x66, 0x35, 0x37, 0x2e, 0x37, 0x32, 0x2e, 0x31, 0x30, 0x31, 0x20, 0x28,
  0x6c, 0x69, 0x62, 0x73, 0x6e, 0x64, 0x66, 0x69, 0x6c, 0x65, 0x2d, 0x31,
  0x2e, 0x30, 0x2e, 0x32, 0x34, 0x29, 0x00, 0x69, 0x64, 0x33, 0x20, 0x46,
  0x00, 0x00, 0x00, 0x49, 0x44, 0x33, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  0x3c, 0x54, 0x58, 0x58, 0x58, 0x00, 0x00, 0x00, 0x17, 0x00, 0x00, 0x00,
  0x53, 0x6f, 0x66, 0x74, 0x77, 0x61, 0x72, 0x65, 0x00, 0x4c, 0x61, 0x76,
  0x66, 0x35, 0x37, 0x2e, 0x37, 0x32, 0x2e, 0x31, 0x30, 0x31, 0x54, 0x44,
  0x52, 0x43, 0x00, 0x00, 0x00, 0x11, 0x00, 0x00, 0x00, 0x32, 0x30, 0x31,
  0x36, 0x2d, 0x31, 0x30, 0x2d, 0x31, 0x37, 0x20, 0x31, 0x37, 0x3a, 0x32,
  0x37

};

const long switchResampled_len = 1045;

Answer 1

Un generador PWM de 4MHz (8MHz/2) a 8 bits tiene una fundamental de 15.625kHz. Si no lo filtras con al menos un paso bajo de alto orden de 7 kHz, lo oirás alto y claro.

Tienes que llevar este fundamental a por lo menos por encima de 20kHz o así para sacarlo de su rango de audición, todavía va a molestar a su perro sin embargo.

Answer 2

El código que has copiado tiene un error, que probablemente causó los problemas que también escribe.

sample_count--;

if(sample_count ==0)
{
    sample_count = 2;
    if (count < switchResampled_len){
        OCR1A= pgm_read_byte(&switch_raw[count]);
        count++;
    }
}
else{
    OCR1A= BASE_LEVEL;
}

Cada dos ticks estableces OCR1A=NIVEL_BASE y al siguiente ticks lo estableces en tu nivel de muestra, pero los comentarios en el código de ejemplo insinúan que el else declaración está fuera de lugar. Prueba con esto:

sample_count--;

if(sample_count ==0)
{
    sample_count = 2;
    if (count < switchResampled_len){
        OCR1A= pgm_read_byte(&switch_raw[count]);
        count++;
    }
    else{
        OCR1A= BASE_LEVEL;
    }
}

(Fue difícil no reformatear esto para usar sangrías y colocación de corchetes consistentes).