implement synth structure; some test bleeps
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6308e1fe85
239
firmware/synth.c
239
firmware/synth.c
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@ -1,91 +1,238 @@
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||||||
#include <inttypes.h>
|
#include <inttypes.h>
|
||||||
|
#include "freq_table.h"
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||||||
// sample rate is 8M / (3 * 64)
|
// sample rate is 8M / (3 * 64)
|
||||||
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||||||
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||||||
enum { WAVE_PULSE, WAVE_SAW, WAVE_NOISE };
|
enum { WAVE_OFF, WAVE_PULSE, WAVE_SAW, WAVE_NOISE };
|
||||||
|
enum {
|
||||||
|
channel_count = 3,
|
||||||
|
tick_length = 600,
|
||||||
|
row_length = 4,
|
||||||
|
pattern_length = 16
|
||||||
|
};
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||||||
|
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typedef struct {
|
typedef struct {
|
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uint8_t wave;
|
uint8_t note;
|
||||||
|
uint8_t inst_nr;
|
||||||
|
uint8_t pos;
|
||||||
|
|
||||||
uint16_t phase;
|
uint16_t phase;
|
||||||
uint16_t speed;
|
uint16_t pulse_width;
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t pulse_width;
|
|
||||||
uint8_t pulse_sweep;
|
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||||||
|
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||||||
uint8_t level; // envelop level
|
uint8_t level; // envelop level
|
||||||
|
|
||||||
} synth_channel_t;
|
} synth_channel_t;
|
||||||
|
|
||||||
|
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||||||
|
typedef struct {
|
||||||
|
uint16_t pulse_width;
|
||||||
|
uint8_t pulse_sweep;
|
||||||
|
uint8_t wave_table_pos;
|
||||||
|
uint8_t decay;
|
||||||
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||||||
enum {
|
} synth_instrument_t;
|
||||||
synth_channel_count = 2,
|
|
||||||
tick_length = 500,
|
|
||||||
row_length = 6,
|
static const synth_instrument_t instruments[] = {
|
||||||
pattern_length = 16
|
{ 1<<15, 255, 8 },
|
||||||
|
{ 0, 255, 8 },
|
||||||
|
{ 0, 0, 5 },
|
||||||
|
{ 1<<14, 0, 0, 3 },
|
||||||
|
{ 1<<14, 0, 10, 3 },
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
typedef struct {
|
static const uint8_t wave_table[][2] = {
|
||||||
synth_channel_t channels[synth_channel_count];
|
{ 0, WAVE_PULSE },
|
||||||
|
{ 3, WAVE_PULSE },
|
||||||
|
{ 7, WAVE_PULSE },
|
||||||
|
{ 12, WAVE_PULSE },
|
||||||
|
{ 256 - 4, 0xff },
|
||||||
|
|
||||||
int16_t sample;
|
{ 0, WAVE_NOISE },
|
||||||
int8_t tick;
|
{ 0, WAVE_SAW },
|
||||||
int8_t row;
|
{ 0xff, 0xff },
|
||||||
int8_t seq;
|
|
||||||
|
|
||||||
} synth_t;
|
{ 0, WAVE_PULSE },
|
||||||
|
{ 0xff, 0xff },
|
||||||
|
|
||||||
static synth_t synth;
|
{ 0, WAVE_PULSE },
|
||||||
|
{ 2, WAVE_PULSE },
|
||||||
|
{ 7, WAVE_PULSE },
|
||||||
|
{ 10, WAVE_PULSE },
|
||||||
|
{ 256 - 4, 0xff },
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
static const uint8_t patterns[][pattern_length][2] = {
|
||||||
|
{
|
||||||
|
{ 33 - 12, 0 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 33 - 12, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 33, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 33, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 33, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 33 - 12, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 33 - 12, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 33, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
{ 28 - 12, 0 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 28 - 12, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 28, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 28, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 28, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 28 - 12, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 28 - 12, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
{ 28, 1 },
|
||||||
|
{ 0xff, 1 },
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
{ 69, 2 },
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 57 - 24, 2 },
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 0xff, 0 },
|
||||||
|
{ 45, 2 },
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 0xff, 0 },
|
||||||
|
{ 45+3, 2 },
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 45+7, 2 },
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 0xff, 0 },
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 57, 3 },
|
||||||
|
},
|
||||||
|
{
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 0, 0 },
|
||||||
|
{ 57, 4 },
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
static const uint8_t pattern_table[][channel_count] = {
|
||||||
|
{ 0, 2, 3 },
|
||||||
|
{ 0, 2, 3 },
|
||||||
|
{ 0, 2, 3 },
|
||||||
|
{ 0, 2, 3 },
|
||||||
|
{ 1, 2, 4 },
|
||||||
|
{ 1, 2, 4 },
|
||||||
|
{ 1, 2, 4 },
|
||||||
|
{ 1, 2, 4 },
|
||||||
|
};
|
||||||
|
enum {
|
||||||
|
pattern_table_length = sizeof(pattern_table) / sizeof(pattern_table[0])
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
static synth_channel_t channels[channel_count];
|
||||||
|
static int16_t sample;
|
||||||
|
static int8_t tick;
|
||||||
|
static int8_t row;
|
||||||
|
static int8_t seq;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void synth_init(void)
|
void synth_init(void)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
// some test values
|
sample = 0;
|
||||||
synth.channels[0].wave = WAVE_PULSE;
|
tick = 0;
|
||||||
synth.channels[0].speed = 1153;
|
row = 0;
|
||||||
synth.channels[0].pulse_sweep = 0;
|
seq = 0;
|
||||||
synth.channels[0].pulse_width = 1 << 31;
|
|
||||||
|
|
||||||
synth.channels[1].wave = WAVE_SAW;
|
/*
|
||||||
synth.channels[1].speed = 1728;
|
// some test values
|
||||||
|
channels[0].wave = WAVE_PULSE;
|
||||||
|
channels[0].pulse_width = 1 << 15;
|
||||||
|
|
||||||
|
channels[1].wave = WAVE_SAW;
|
||||||
|
*/
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
uint16_t synth_mix(void)
|
uint16_t synth_mix(void)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if(synth.sample == 0) {
|
if(sample == 0) { // new tick
|
||||||
// new tick
|
for(int i = 0; i < channel_count; i++) {
|
||||||
if(synth.tick == 0) {
|
synth_channel_t* chan = &channels[i];
|
||||||
// new row
|
|
||||||
if(synth.row == 0) {
|
const synth_instrument_t* inst = &instruments[chan->inst_nr];
|
||||||
// new pattern
|
|
||||||
|
if(chan->level > inst->decay) chan->level -= inst->decay;
|
||||||
|
else chan->level = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
chan->pulse_width += inst->pulse_sweep;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
chan->pos++;
|
||||||
|
if(wave_table[chan->pos][1] == 0xff) chan->pos += wave_table[chan->pos][0];
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// enter new row
|
||||||
|
if(tick == 0) {
|
||||||
|
uint8_t pattern_nr = pattern_table[seq][i];
|
||||||
|
uint8_t note = patterns[pattern_nr][row][0];
|
||||||
|
|
||||||
|
if(note) { // new note, maybe?
|
||||||
|
if(note == 0xff) {
|
||||||
|
chan->level = 0;
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
chan->level = 100;
|
||||||
|
chan->note = note;
|
||||||
|
chan->inst_nr = patterns[pattern_nr][row][1];
|
||||||
|
inst = &instruments[chan->inst_nr];
|
||||||
|
chan->pos = inst->wave_table_pos;
|
||||||
|
if(inst->pulse_width) chan->pulse_width = inst->pulse_width;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
if(++synth.sample == tick_length) {
|
}
|
||||||
synth.sample = 0;
|
}
|
||||||
if(++synth.tick == row_length) {
|
if(++sample == tick_length) {
|
||||||
synth.tick = 0;
|
sample = 0;
|
||||||
if(++synth.row == pattern_length) {
|
if(++tick == row_length) {
|
||||||
synth.row = 0;
|
tick = 0;
|
||||||
|
if(++row == pattern_length) {
|
||||||
|
row = 0;
|
||||||
|
if(++seq == pattern_table_length) {
|
||||||
|
seq = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
uint16_t output = 0;
|
uint16_t output = 0;
|
||||||
for(int i = 0; i < synth_channel_count; i++) {
|
for(int i = 0; i < channel_count; i++) {
|
||||||
synth_channel_t *chan = &synth.channels[i];
|
synth_channel_t* chan = &channels[i];
|
||||||
|
const synth_instrument_t* inst = &instruments[chan->inst_nr];
|
||||||
|
|
||||||
|
chan->phase += freq_table[chan->note + wave_table[chan->pos][0]];
|
||||||
chan->phase += chan->speed;
|
|
||||||
chan->pulse_width += chan->pulse_sweep << 8;
|
|
||||||
|
|
||||||
uint8_t amp;
|
uint8_t amp;
|
||||||
switch(chan->wave) {
|
switch(wave_table[chan->pos][1]) {
|
||||||
case WAVE_PULSE:
|
case WAVE_PULSE:
|
||||||
amp = -(chan->phase < (chan->pulse_width >> 16));
|
amp = -(chan->phase < chan->pulse_width);
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
case WAVE_SAW:
|
case WAVE_SAW:
|
||||||
|
@ -102,7 +249,7 @@ uint16_t synth_mix(void)
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
output += (amp & 0xff) / 2;
|
output += ((amp & 0xff) * chan->level) >> 8;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
return output;
|
return output;
|
||||||
|
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