математическая функция как двоичные операции

Question

У меня есть плата MP3, прикрепленная к микроконтроллеру ATmega, который дополнительно подключен к потенциометру. Плата MP3 воспроизводит данные MP3 непосредственно через встроенный динамик, поэтому я также могу установить громкость вывода.

Итак, как вы могли догадаться, я прочитал значение из poti и направил его на микроконтроллер. К сожалению, микроконтроллер не увеличивает объем линейным способом. Таким образом, из значений от 0 до 128 вы почти ничего не слышите, а от 128 до 255 (макс.) Громкость быстро увеличивается.

Я узнал, что следующая функция может решить эту проблему:

vol = 1 - (1 - x)^4 

но х должно быть между 0 и 1, и результат также между 0 и 1.

Поскольку я на микроконтроллер, я хотел бы

1. преобразовать эту формулу, так что я могу использовать его с беззнаковыми целыми
2. оптимизировать (возможно, использовать несколько дешевых двоичных функций), потому что я читаю значение poti несколько раз в секунду. Поэтому эту функцию нужно рассчитывать несколько раз в секунду, и я тоже хочу использовать микроконтроллер для других вещей ;-)

Возможно, у некоторых из вас есть идея? Было бы замечательно!

uint8_t linearize_volume(uint8_t value) { 
    // ideas? 
    // please don't use bigger data types than uint16_t 
} 

Answer 1

Вы можете получить достойную оценку, обработав значения как 8,8 фиксированной точки и подняв до четырех мощностей, удвоив квадрат.

uint8_t linearize_volume(uint8_t value) { 
    // Approximate 255 * (1 - (1 - x/255)^4) 
    uint16_t x = 0xff - value; 
    x = (x * x) >> 8; 
    x = (x * x) >> 8; 
    return 0xff - x; 
} 

Answer 2

Вы можете «заплатить» за память для циклов процессора. Если у вас имеется 256 байт ROM, самым дешевым способом вычисления такой функции будет построение таблицы поиска.

Сделайте программу, которая печатает список из 256 8-битных чисел со значениями вашей нелинейной функции. Неважно, насколько быстро программа, потому что вы собираетесь запускать ее только один раз. Скопируйте номера, которые программа печатает в вашу программу на C как инициализатор массива, и выполняйте поиск вместо вычисления функции.

Answer 3

Во-первых, убедитесь, что вы используете линейный горшок, а не звуковой конус.

Это типично для аудиовыходов. Данные представляют собой синусоидальную волну, поэтому необходимы отрицательные значения. Вы можете, конечно, конвертировать негативы в позитивы с единственной целью доступа к их уровню мощности, но вы не можете изменить образец без прослушивания совершенно другого звука.

В зависимости от устройства вывода нижние значения могут не обладать достаточной мощностью, чтобы полностью активировать громкоговоритель.

«MP3-доска» должна включать в себя возможность управления томом без необходимости изменять образцы.

Вы заявляете, что читаете банк и отправляете его на микро. Разве вы не читаете банк с микро-АЦП?