quantum/beeps.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <math.h>
   4 #include <avr/pgmspace.h>
   5 #include <avr/interrupt.h>
   6 #include <avr/io.h>
   7
   8 #include "beeps.h"
   9 #include "keymap_common.h"
  10 #include "wave.h"
  11
  12 #define PI 3.14159265
  13
  14 #define SAMPLE_DIVIDER 39
  15 #define SAMPLE_RATE (2000000.0/SAMPLE_DIVIDER/2048)
  16 // Resistor value of 1/ (2 * PI * 10nF * (2000000 hertz / SAMPLE_DIVIDER / 10)) for 10nF cap
  17
  18 void delay_us(int count) {
  19   while(count--) {
  20     _delay_us(1);
  21   }
  22 }
  23
  24 int voices = 0;
  25 double frequency = 0;
  26 int volume = 0;
  27 long position = 0;
  28
  29 double frequencies[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
  30 int volumes[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
  31 bool sliding = false;
  32 #define RANGE 1000
  33 volatile int i=0; //elements of the wave
  34
  35 int max = 0xFF;
  36 float sum = 0;
  37 int value = 128;
  38 float place = 0;
  39
  40 uint16_t place_int = 0;
  41 bool repeat = true;
  42 uint8_t * sample;
  43 uint16_t sample_length = 0;
  44
  45
  46 bool notes = false;
  47 float note_frequency = 0;
  48 float note_length = 0;
  49 uint16_t note_position = 0;
  50 float (* notes_pointer)[][2];
  51 uint8_t notes_length;
  52 bool notes_repeat;
  53 uint8_t current_note = 0;
  54
  55 void stop_all_notes() {
  56     voices = 0;
  57     TIMSK3 &= ~_BV(OCIE3A);
  58     notes = false;
  59     playing_notes = false;
  60     frequency = 0;
  61     volume = 0;
  62
  63     for (int i = 0; i < 8; i++) {
  64         frequencies[i] = 0;
  65         volumes[i] = 0;
  66     }
  67 }
  68
  69 void stop_note(double freq) {
  70     freq = freq / SAMPLE_RATE;
  71     for (int i = 7; i >= 0; i--) {
  72         if (frequencies[i] == freq) {
  73             frequencies[i] = 0;
  74             volumes[i] = 0;
  75             for (int j = i; (j < 7); j++) {
  76                 frequencies[j] = frequencies[j+1];
  77                 frequencies[j+1] = 0;
  78                 volumes[j] = volumes[j+1];
  79                 volumes[j+1] = 0;
  80             }
  81         }
  82     }
  83     voices--;
  84     if (voices < 0)
  85         voices = 0;
  86     if (voices == 0) {
  87         TIMSK3 &= ~_BV(OCIE3A);
  88         frequency = 0;
  89         volume = 0;
  90     } else {
  91         double freq = frequencies[voices - 1];
  92         int vol = volumes[voices - 1];
  93         double starting_f = frequency;
  94         if (frequency < freq) {
  95             sliding = true;
  96             for (double f = starting_f; f <= freq; f += ((freq - starting_f) / 500.0)) {
  97                 frequency = f;
  98             }
  99             sliding = false;
 100         } else if (frequency > freq) {
 101             sliding = true;
 102             for (double f = starting_f; f >= freq; f -= ((starting_f - freq) / 500.0)) {
 103                 frequency = f;
 104             }
 105             sliding = false;
 106         }
 107         frequency = freq;
 108         volume = vol;
 109     }
 110 }
 111
 112 void init_notes() {
 113
 114     PLLFRQ = _BV(PDIV2);
 115     PLLCSR = _BV(PLLE);
 116     while(!(PLLCSR & _BV(PLOCK)));
 117     PLLFRQ |= _BV(PLLTM0); /* PCK 48MHz */
 118
 119     /* Init a fast PWM on Timer4 */
 120     TCCR4A = _BV(COM4A0) | _BV(PWM4A); /* Clear OC4A on Compare Match */
 121     TCCR4B = _BV(CS40); /* No prescaling => f = PCK/256 = 187500Hz */
 122     OCR4A = 0;
 123
 124     /* Enable the OC4A output */
 125     DDRC |= _BV(PORTC6);
 126
 127     TIMSK3 &= ~_BV(OCIE3A); // Turn off 3A interputs
 128
 129     TCCR3A = 0x0; // Options not needed
 130     TCCR3B = _BV(CS31) | _BV(CS30) | _BV(WGM32); // 64th prescaling and CTC
 131     OCR3A = SAMPLE_DIVIDER - 1; // Correct count/compare, related to sample playback
 132
 133     playing_notes = false;
 134
 135 }
 136
 137
 138 ISR(TIMER3_COMPA_vect) {
 139
 140
 141     // SINE
 142     // OCR4A = pgm_read_byte(&sinewave[(uint16_t)place]);
 143
 144     // SQUARE
 145     // if (((int)place) >= 1024){
 146     //     OCR4A = 0xFF;
 147     // } else {
 148     //     OCR4A = 0x00;
 149     // }
 150
 151     // SAWTOOTH
 152     // OCR4A = (int)place / 4;
 153
 154     // TRIANGLE
 155     // if (((int)place) >= 1024) {
 156     //     OCR4A = (int)place / 2;
 157     // } else {
 158     //     OCR4A = 2048 - (int)place / 2;
 159     // }
 160
 161     // place += frequency;
 162
 163     // if (place >= SINE_LENGTH)
 164     //     if (repeat)
 165     //         place -= SINE_LENGTH;
 166     //     else
 167     //         TIMSK3 &= ~_BV(OCIE3A);
 168
 169     // SAMPLE
 170     // OCR4A = pgm_read_byte(&sample[(uint16_t)place_int]);
 171
 172     // place_int++;
 173
 174     // if (place_int >= sample_length)
 175     //     if (repeat)
 176     //         place_int -= sample_length;
 177     //     else
 178     //         TIMSK3 &= ~_BV(OCIE3A);
 179
 180
 181     if (notes) {
 182         OCR4A = pgm_read_byte(&sinewave[(uint16_t)place]) >> 0;
 183
 184         place += note_frequency;
 185         if (place >= SINE_LENGTH)
 186             place -= SINE_LENGTH;
 187         note_position++;
 188         if (note_position >= note_length) {
 189             current_note++;
 190             if (current_note >= notes_length) {
 191                 if (notes_repeat) {
 192                     current_note = 0;
 193                 } else {
 194                     TIMSK3 &= ~_BV(OCIE3A);
 195                     notes = false;
 196                     playing_notes = false;
 197                     return;
 198                 }
 199             }
 200             note_frequency = (*notes_pointer)[current_note][0] / SAMPLE_RATE;
 201             note_length = (*notes_pointer)[current_note][1];
 202             note_position = 0;
 203         }
 204
 205     }
 206
 207 }
 208
 209 void play_notes(float (*np)[][2], uint8_t n_length, bool n_repeat) {
 210     notes = true;
 211
 212     notes_pointer = np;
 213     notes_length = n_length;
 214     notes_repeat = n_repeat;
 215
 216     place = 0;
 217     current_note = 0;
 218     note_frequency = (*notes_pointer)[current_note][0] / SAMPLE_RATE;
 219     note_length = (*notes_pointer)[current_note][1];
 220     // note_frequency = 880.0 / SAMPLE_RATE;
 221     // note_length = 1000;
 222     note_position = 0;
 223
 224
 225     TIMSK3 |= _BV(OCIE3A);
 226     playing_notes = true;
 227 }
 228
 229 void play_sample(uint8_t * s, uint16_t l, bool r) {
 230     place_int = 0;
 231     sample = s;
 232     sample_length = l;
 233     repeat = r;
 234
 235     TIMSK3 |= _BV(OCIE3A);
 236     playing_notes = true;
 237 }
 238
 239 void play_note(double freq, int vol) {
 240
 241     freq = freq / SAMPLE_RATE;
 242     if (freq > 0) {
 243         if (frequency != 0) {
 244             double starting_f = frequency;
 245             if (frequency < freq) {
 246                 for (double f = starting_f; f <= freq; f += ((freq - starting_f) / 500.0)) {
 247                     frequency = f;
 248                 }
 249             } else if (frequency > freq) {
 250                 for (double f = starting_f; f >= freq; f -= ((starting_f - freq) / 500.0)) {
 251                     frequency = f;
 252                 }
 253             }
 254         }
 255         frequency = freq;
 256         volume = vol;
 257
 258         frequencies[voices] = frequency;
 259         volumes[voices] = volume;
 260         voices++;
 261     }
 262
 263     TIMSK3 |= _BV(OCIE3A);
 264
 265 }