Sinuswellen-Generator

#include <EditConstants.au3>
#include <GuiComboBoxEx.au3>
#include <GUIConstantsEx.au3>
#include <WindowsConstants.au3>

;Das Script erstellt eine WAV-Datei im Speicher, spielt diese ab und speichert anschließend in eine Datei

;Opt("GUIOnEventMode", 1)

Global Const $pi = 4 * ATan(1) ;pi=3,1415926....
Global $struct, $wavstruct, $sekunden, $samplingrate, $Channels, $samplefaktor
Global $freq_sliderold = 440, $volm_sliderold = 50

$gui = GUICreate("Wave Generator ", 450, 450, -1, -1)
;label
$freq_lbl = GUICtrlCreateLabel("Frequenz Hz", 16, 16, 64, 17)
$grph_lbl = GUICtrlCreateLabel("Wave Form", 16, 184, 59, 17)
$samp_lbl = GUICtrlCreateLabel("Sampling Bits/Sec", 16, 48, 90, 17)
$bits_lbl = GUICtrlCreateLabel("Bits per Sample", 16, 120, 90, 17)
$chan_lbl = GUICtrlCreateLabel("Channels", 16, 152, 48, 17)
$show_lbl = GUICtrlCreateLabel("Show Samples ", 16, 216, 77, 17)
$volm_lbl = GUICtrlCreateLabel("Volume", 16, 80, 39, 17)

;input
Global $freq_inp = GUICtrlCreateInput("440.0", 120, 16, 81, 21, $ES_NUMBER)
Global $volm_inp = GUICtrlCreateInput("50", 120, 80, 81, 21, $ES_NUMBER)
;combo
$bits_cbo = GUICtrlCreateCombo("", 120, 120, 81, 25)
GUICtrlSetData(-1, "8|16|24", "16")
$samp_cbo = GUICtrlCreateCombo("", 120, 48, 81, 21)
GUICtrlSetData(-1, "8000|11025|12000|16000|22050|24000|32000|44100|48000", "44100")
$chan_cbo = GUICtrlCreateCombo("", 120, 152, 81, 25)
GUICtrlSetData(-1, "1|2|4", "1")
$form_cbo = GUICtrlCreateCombo("", 120, 184, 81, 25)
GUICtrlSetData(-1, "Sinus|Dreieck|Rechteck|Sägezahn aufsteigend|Sägezahn absteigend", "Sinus")
;slider
$freq_sld = GUICtrlCreateSlider(216, 16, 217, 25)
GUICtrlSetLimit($freq_sld, 20000, 1)
GUICtrlSetData($freq_sld, 441)
$volm_sld = GUICtrlCreateSlider(216, 80, 217, 25)
GUICtrlSetData($volm_sld, 100, 50)
GUICtrlSetData($volm_sld, 50)
;button
$test_btn = GUICtrlCreateButton("Test Channels", 224, 152, 105, 25, $WS_GROUP)
$play_btn = GUICtrlCreateButton("Play Wave", 16, 400, 129, 25, $WS_GROUP)
$save_btn = GUICtrlCreateButton("Save Wave to File", 160, 400, 129, 25, $WS_GROUP)
$exit_btn = GUICtrlCreateButton("Exit", 304, 400, 129, 25, $WS_GROUP)
;graphic
$graphic_line = GUICtrlCreateGraphic(16, 235, 420, 150)

GUISetState(@SW_SHOW)

While Sleep(20)
$nMsg = GUIGetMsg(1)
Switch $nMsg[0]
Case $GUI_EVENT_CLOSE, $exit_btn
Exit
Case $play_btn
If GUICtrlRead($play_btn) = "Stop playing" Then
GUICtrlSetData($play_btn, "Play Wave")
_playsound("") ;sound stoppen
Else
GUICtrlSetData($play_btn, "Stop playing")
_playwave(0) ;sound abspielen
EndIf
Case $GUI_EVENT_MOUSEMOVE
$mpos = GUIGetCursorInfo()
If $mpos[4] = $freq_sld And $mpos[2] Then _freq_sld() ;nur wenn maus über slider und mausbutton down, dann neue frequenz holen
If $mpos[4] = $volm_sld And $mpos[2] Then _volm_sld()
Case $save_btn
_playwave(1) ;sound speichern
EndSwitch
WEnd

Func _playwave($save = 0) ;bei save=1 datei speichern

$sekunden = 5 ;so lange soll der ton inb der abgespeicherten Datei abgespielt werden
$samplingrate = GUICtrlRead($samp_cbo) ;abtastungen pro sekunde
$BitsPerSample = GUICtrlRead($bits_cbo);guictrlread( ;8,16,24 äquivalent die "Farbtiefe bei einem Bild",
$Channels = GUICtrlRead($chan_cbo) ;1,2,4, Kanäle, mono, stereo usw
Local $iType, $nTemp
Switch GUICtrlRead($form_cbo)
Case "Square", "Rechteck"
$iType = 1
Case "Triangle", "Dreieck"
$iType = 2
Case "Sawtooth ascending", "Sägezahn aufsteigend"
$iType = 3
Case "Sawtooth descending", "Sägezahn absteigend"
$iType = 4
Case Else
$iType = 0
EndSwitch
ConsoleWrite("iType: " & $iType & @LF)

$block = Int($Channels * $BitsPerSample / ;1
$bytes = $samplingrate * $block
$samplefaktor = $BitsPerSample / 8 ;lokale hilfsvariable
$filesize = $samplefaktor * $sekunden * $samplingrate * $Channels + 44 - 8

;struktur mit dem Header einer WAV-Datei erstellen
Local $struct = DllStructCreate("byte[" & $samplefaktor * $sekunden * $samplingrate * $Channels + 44 & "]") ;platz für unser sampling

Local $s = "char RIFF [4];" & _ ;RIFF
"uint FileSize;" & _ ;Dateigröße-8 Bytes
"char WAVE [4];" & _ ;WAVE
"char fmt [4];" & _ ;fmt Header Signatur
"uint fmt_len;" & _ ;länge restl. fmt
"word Format;" & _ ;Datenformat s. Tabelle z.B. Wikipedia 1=PCM
"word Channels;" & _ ;Anzahl Kanäle 1=MONO
"uint Samplerate;" & _ ;Abtastrate pro Sekunde (22050)
"uint Bytes;" & _ ;Abtastrate * Block (22050)
"word Block;" & _ ;Channels * BitsPerSample / 8 (1)
"word BitsPerSample;" & _ ;8, 16, oder 24 (8)
"char DATA [4];" & _ ;DATA Header Signatur
"uint Len;" ;Länge des folgenden Datenblocks

Switch $samplefaktor ;je nach einstellungen platz für die wav-Daten reservieren
Case 1
$s &= "byte WAVDATA[" & $sekunden * $samplefaktor * $samplingrate * $Channels & "]"
Case 2
$s &= "word WAVDATA[" & $sekunden * $samplefaktor * $samplingrate * $Channels & "]"
Case 4
$s &= "dword WAVDATA[" & $sekunden * $samplefaktor * $samplingrate * $Channels & "]"
EndSwitch

Local $wavstruct = DllStructCreate($s, DllStructGetPtr($struct)) ;struct "überlagern" damit alle Daten byteweise in eine Datei geschrieben werden können

;Unsere Daten für die Sinuswelle
$f = GUICtrlRead($freq_inp) ;frequenz in hertz
ConsoleWrite('@@ Debug(' & @ScriptLineNumber & ') : $f = ' & $f & @CRLF & '>Error code: ' & @error & @CRLF) ;### Debug Console
$w = 2 * $pi * $f ;omega=2*pi*f für Maschinenbauer gilt: OMEGA das weiß ich, Pi mal N durch dreißig!!! :o)
ConsoleWrite("!W: " & $w & @LF)
$Amplitude = (GUICtrlRead($volm_inp) * 1.81019) ^ $samplefaktor ;Lautstärke, bei 8 bit maximal 2^8, bei 16 bit maximal 2^16
ConsoleWrite('@@ Debug(' & @ScriptLineNumber & ') : $Amplitude = ' & $Amplitude & @CRLF & '>Error code: ' & @error & @CRLF) ;### Debug Console
$i = 0 ;anzahl der geschriebenen bytes (funktionswerte)
If $save = 1 Then
$f = 1 / $sekunden ;falls gespeichert werden soll, anzahl Sekunden festlegen
Else
GUICtrlDelete($graphic_line) ;grafik kurven-linien löschen
GUICtrlSetColor($graphic_line, 0)
$graphic_line = GUICtrlCreateGraphic(16, 235, 420, 150) ;kurven-linien
GUICtrlSetGraphic(-1, $GUI_GR_MOVE, 0, 75)
GUICtrlSetGraphic($graphic_line, $GUI_GR_LINE, 420, 75)

GUICtrlSetColor($graphic_line, 0xFF0000)
GUICtrlSetBkColor($graphic_line, 0xFFFFFF)
GUICtrlSetGraphic($graphic_line, $GUI_GR_COLOR, 0xFF0000, 0xFFFFF0)
;GUICtrlSetGraphic($graphic_line, $GUI_GR_RECT, 0, 0, 20, 150)

EndIf
;hier gehts los, wir erstellen eine komplette sinuswelle, diese wird so lange wiederholt, bis die Abspieldauer in sekunden erreicht ist
For $t = 0 To 1 / $f Step 1 / $samplingrate ;samplingrate y(t)-Werte ()Amplituden) ermitteln
$i += 1 ;anzahl der samples
$yt = Int($Amplitude * Sin($w * $t)) ;unsere altbekannte formel
Switch $iType
Case 0 ; Sine
Case 1 ; Square
Switch $yt
Case 0 To $Amplitude
$yt = $Amplitude
Case Else
$yt = -$Amplitude
EndSwitch
Case 2 ; Triangle
$nTemp = Mod($w * $t, $pi) / $pi
Switch $nTemp
Case 0 To 0.5
$nTemp = $Amplitude * $nTemp * 2
Case Else
$nTemp = $Amplitude * (1 - $nTemp) * 2
EndSwitch
Switch $yt
Case 0 To $Amplitude
$yt = $nTemp
Case Else
$yt = -$nTemp
EndSwitch
Case 3 ; Sawtooth ascending
$nTemp = Mod($w * $t, $pi * 2) / ($pi * 2)
$yt = $Amplitude * (-1 + $nTemp * 2)
Case 4 ; Sawtooth descending
$nTemp = Mod($w * $t, $pi * 2) / ($pi * 2)
$yt = $Amplitude * (1 - $nTemp * 2)
EndSwitch
If $i < 210 Then ConsoleWrite($i & " " & $yt & @CRLF)
DllStructSetData($wavstruct, "WAVDATA", $yt, $i) ;schreiben von y(t) in die struct
If $save = 0 Then ;wenn speichern gewählt, keine welle zeichnen
GUICtrlSetGraphic($graphic_line, $GUI_GR_MOVE, Int(420 * $f * $t), 75) ;punkt auf x-achse
GUICtrlSetGraphic($graphic_line, $GUI_GR_LINE, Int($t * 420 * $f), Int(75 - ($yt / $Amplitude * 75 * GUICtrlRead($volm_inp) / 100))) ;linie zeichnen (hoehe y(t))
EndIf

If $Channels = 2 Then ;wenn 2 kanäle (stereo), dann das byte für den 2. Kanal hinzufügen
$i += 1
DllStructSetData($wavstruct, "WAVDATA", $yt, $i)
EndIf
Next
GUICtrlSetGraphic($graphic_line, $GUI_GR_REFRESH)
;jetzt werden die Daten in die struct geschrieben, es entsteht eine WAV-Datei im Speicher
DllStructSetData($wavstruct, "RIFF", "RIFF")
DllStructSetData($wavstruct, "FileSize", $filesize)
DllStructSetData($wavstruct, "WAVE", "WAVE")
DllStructSetData($wavstruct, "fmt", "fmt ")
DllStructSetData($wavstruct, "fmt_len", 16)
DllStructSetData($wavstruct, "Format", 1) ;PCM
DllStructSetData($wavstruct, "Channels", $Channels)
DllStructSetData($wavstruct, "Samplerate", $samplingrate)
DllStructSetData($wavstruct, "Bytes", $bytes) ;samplerate*block
DllStructSetData($wavstruct, "Block", $block)
DllStructSetData($wavstruct, "BitsPerSample", $BitsPerSample)
DllStructSetData($wavstruct, "DATA", "data")
DllStructSetData($wavstruct, "Len", ($samplingrate / $f * $Channels * $samplefaktor));hier wird NUR DIE LÄNGE DER ERSTEN SINUSWELLE eingetragen, um den Sound im speicher abzuspielen
ConsoleWrite('@@ Debug(' & @ScriptLineNumber & ') : ($samplingrate / $f * $Channels * $samplefaktor) = ' & ($samplingrate / $f * $Channels * $samplefaktor) & @CRLF & '>Error code: ' & @error & @CRLF) ;### Debug Console

;~ $data = ""
;~ For $i = 1 To 14 ;anzeigen des WAV-Headers
;~ $data &= DllStructGetData($wavstruct, $i) & @CRLF
;~ Next
;MsgBox(0, "Daten WAV-Header", StringLeft($data, 100))

If $save = 0 Then
_playsound("") ;aktuellen sound beenden
_Playsound(DllStructGetPtr($wavstruct), 1) ;abspielen des sounds aus dem speicher, Ton wird immer wiederholt
Else
$sdat = DllStructGetData($struct, 1) ;struktur in eine Datei schreiben
$wavdata = StringLeft(BinaryToString($sdat), $sekunden * $samplingrate * $Channels * $samplefaktor + 44)
ConsoleWrite('@@ Debug(' & @ScriptLineNumber & ') : $wavdata = ' & StringLen($wavdata) & @CRLF & '>Error code: ' & @error & @CRLF) ;### Debug Console
$wav = FileOpen("test1.wav", 18)
$bindata = FileWrite($wav, $wavdata)
ConsoleWrite('@@ Debug(' & @ScriptLineNumber & ') : $bindata = ' & $bindata & @CRLF & '>Error code: ' & @error & @CRLF) ;### Debug Console
FileClose($wav)
ShellExecute("test1.wav") ;wavedatei abspielen
EndIf
;Msgbox(0,"Ton mit Frequenz "&$f&" Hz","Spieldauer "&$sekunden&" Sekunden",$sekunden)
EndFunc ;==>_playwave

Func _freq_sld()
If GUICtrlRead($freq_sld) = $freq_sliderold Then Return
$freq_sliderold = GUICtrlRead($freq_sld)
GUICtrlSetData($freq_inp, GUICtrlRead($freq_sld))
If GUICtrlRead($play_btn) = "Stop playing" Then _playwave()
EndFunc ;==>_freq_sld

Func _volm_sld()
If GUICtrlRead($volm_sld) = $volm_sliderold Then Return
$volm_sliderold = GUICtrlRead($freq_sld)
GUICtrlSetData($volm_inp, GUICtrlRead($volm_sld))
If GUICtrlRead($play_btn) = "Stop playing" Then _playwave()
EndFunc ;==>_volm_sld

Func _PlaySound($sSoundFile, $mem = 0) ;mem=1 spielt sound aus dem speicher, dann muss $sSoundfile der pointer zum anfang der struct sein
Local Const $SND_ALIAS = 0x10000
Local Const $SND_ALIAS_ID = 0x110000
Local Const $SND_APPLICATION = 0x80
Local Const $SND_ASYNC = 0x1
Local Const $SND_FILENAME = 0x20000
Local Const $SND_LOOP = 0x8
Local Const $SND_MEMORY = 0x4
Local Const $SND_NODEFAULT = 0x2
Local Const $SND_NOSTOP = 0x10
Local Const $SND_NOWAIT = 0x2000
Local Const $SND_PURGE = 0x40
Local Const $SND_RESOURCE = 0x40004
Local Const $SND_SYNC = 0x0
If $sSoundFile = "" Then
DllCall('winmm.dll', 'int', 'PlaySoundA', 'ptr', 0, 'int', 0, 'int', 0)
Return
EndIf
If $mem = 1 Then
$a = DllCall('winmm.dll', 'int', 'PlaySoundA', 'ptr', $sSoundFile, 'int', 0, 'int', BitOR(4, 1, 8))

Else
$a = DllCall('winmm.dll', 'int', 'PlaySoundA', 'str', $sSoundFile, 'int', 0, 'int', BitOR(1, 2, 0x10))
EndIf
ConsoleWrite('@@ Debug(' & @ScriptLineNumber & ') : $a = ' & $a[0] & @CRLF & '>Error code: ' & @error & @CRLF) ;### Debug Console
EndFunc ;==>_PlaySound