微处理器焊接到PIC32-PINGUINO-OTG开发板，检测频率在16x16x5 LED上

首先，微处理器被编程为80MHz Olimex PIC32，焊接到PIC32-PINGUINO-OTG开发板。（对于那些曾经使用Arduino板进行修改的人：它是相同的，只有更快的芯片和更少的内置库）算法必须以固定的时间间隔对输入信号进行采样，将此信号转换为频域，并可视化检测到的频率在16x16x5 LED矩阵上。

当然，在编写任何代码之前，我们必须弄清楚如何将输入样本转换为频率分布。通过对输入信号应用离散傅里叶变换（DFT），在信号处理中始终完成这一事情。给定以恒定频率采样的信号，DFT输出一组落在信号中的幅度或频带。例如，当您的信号主要由中间C（或Do）音调组成时，DFT将为频带分配相对较高的幅度并匹配相应的262 Hz频率。

然而，人耳以对数方式感知声音，这意味着声音信号的频率加倍仅被视为线性更高的音调。为了弥补这一点，我们使用了Constant Q变换（CQT）代替DFT。简而言之，在DFT返回频带f-2f-3f-4f-等的幅度的情况下，CQT与频带f-2f-4f-8f-etc一起工作。

因此，从理论角度来看，3DSA所需的算法非常简单：以规则的时间间隔对输入信号进行采样，对16个频带应用CQT计算幅度，并使16个LED列中的每一个适当地闪烁。鉴于Pinguino开发板支持C，我们假设实现这个算法不会那么难。但是，总会出现一些挑战：

第一个障碍：如果您只有一个线程，您如何定期采样信号？一个简单的解决方案是获取样本，计算CQT和可视化，让线程休眠直到某个时间段已经过去，然后再开始新的样本 - 计算 - 可视化循环。但是，我们希望我们的采样率为14 KHz，这在80 MHz微处理器上留下了课程，而不是样本之间的6k个时钟周期来计算CQT。这证明是不够的 - 最后我们为每个计算 - 可视化周期使用了~1M个时钟周期，因此我们必须弄清楚如何在进行CQT计算和旧样本的LED可视化时采集新样本。

在仔细阅读了许多Pinguino论坛之后，解决方案以中断的形式出现：一段比其他代码具有更高优先级的代码，并由处理器以指定的时间间隔执行。由于Pinguino开发人员没有为PIC32上的中断提供C库，因此我们必须通过将某些处理器位设置为正确值来手动实现此功能。成长为Java程序员后，我几乎可以感受到代码中的硅片

另一个大障碍是PIC32芯片不存在的浮点功能。在我们的CQT实现的内部循环中执行任何浮点运算会使代码减慢一个数量级，从而以幻灯片形式转换LED可视化（现在我知道如何使用旧GPU）。为了解决这个问题，我们使用了一个临时的定点数字格式，使用了10个小数位。这是一个复杂的乘法，但完成了工作。