1. 首页
  2. 文章中心
  3. Android

Android提高第十一篇之模拟信号示波器

87 阅读 0 评论
我是靠谱客的博主 刻苦冥王星，最近开发中收集的这篇文章主要介绍Android提高第十一篇之模拟信号示波器，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

Android提高第十一篇之模拟信号示波器

上次简单地介绍了AudioRecord和AudioTrack的使用，这次就结合SurfaceView实现一个Android版的手机模拟信号示波器。最近物联网炒得很火，作为手机软件开发者，如何在不修改手机硬件电路的前提下实现与第三方传感器结合呢？麦克风就是一个很好的ADC接口，通过麦克风与第三方传感器结合，再在软件里对模拟信号做相应的处理，就可以提供更丰富的传感化应用。

先来看看本文程序运行的效果图(屏幕录像速度较慢，真机实际运行起来会更加流畅)：

       本文程序使用8000hz的采样率，对X轴方向绘图的实时性要求较高，如果不降低X轴的分辨率，程序的实时性较差，因此程序对X轴数据缩小区间为8倍～16倍。由于采用16位采样，因此Y轴数据的高度相对于手机屏幕来说也偏大，程序也对Y轴数据做缩小，区间为1倍～10倍。在SurfaceView的OnTouchListener方法里加入了波形基线的位置调节，直接在SurfaceView控件上触摸即可控制整体波形偏上或偏下显示。

main.xml源码如下：


  2. <linearlayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" 
  3.         android:orientation="vertical" android:layout_width="fill_parent"
  4.         android:layout_height="fill_parent">
  5.         <linearlayout android:id="@+id/LinearLayout01" 
  6.                 android:layout_height="wrap_content" android:layout_width="fill_parent"
  7.                 android:orientation="horizontal">
  8.                 <button android:layout_height="wrap_content" android:id="@+id/btnStart" 
  9.                         android:text="开始" android:layout_width="80dip">
  10.                 <button android:layout_height="wrap_content" android:text="停止" 
  11.                         android:id="@+id/btnExit" android:layout_width="80dip">
  12.                 <zoomcontrols android:layout_width="wrap_content" 
  13.                         android:layout_height="wrap_content" android:id="@+id/zctlX">
  14.                 <zoomcontrols android:layout_width="wrap_content" 
  15.                         android:layout_height="wrap_content" android:id="@+id/zctlY">
  16.         
  17.         <surfaceview android:id="@+id/SurfaceView01" 
  18.                 android:layout_height="fill_parent" android:layout_width="fill_parent">

复制代码
ClsOscilloscope.java是实现示波器的类库，包含AudioRecord操作线程和SurfaceView绘图线程的实现，两个线程同步操作，代码如下：

  1. package com.testOscilloscope;
  2. import java.util.ArrayList;
  3. import android.graphics.Canvas;
  4. import android.graphics.Color;
  5. import android.graphics.Paint;
  6. import android.graphics.Rect;
  7. import android.media.AudioRecord;
  8. import android.view.SurfaceView;
  9. public class ClsOscilloscope {
  10.         private ArrayList inBuf = new ArrayList();
  11.         private boolean isRecording = false;// 线程控制标记
  12.         /**
  13.          * X轴缩小的比例
  14.          */
  15.         public int rateX = 4;
  16.         /**
  17.          * Y轴缩小的比例
  18.          */
  19.         public int rateY = 4;
  20.         /**
  21.          * Y轴基线
  22.          */
  23.         public int baseLine = 0;
  24.         /**
  25.          * 初始化
  26.          */
  27.         public void initOscilloscope(int rateX, int rateY, int baseLine) {
  28.                 this.rateX = rateX;
  29.                 this.rateY = rateY;
  30.                 this.baseLine = baseLine;
  31.         }
  32.         /**
  33.          * 开始
  34.          * 
  35.          * @param recBufSize
  36.          *            AudioRecord的MinBufferSize
  37.          */
  38.         public void Start(AudioRecord audioRecord, int recBufSize, SurfaceView sfv,
  39.                         Paint mPaint) {
  40.                 isRecording = true;
  41.                 new RecordThread(audioRecord, recBufSize).start();// 开始录制线程
  42.                 new DrawThread(sfv, mPaint).start();// 开始绘制线程
  43.         }
  44.         /**
  45.          * 停止
  46.          */
  47.         public void Stop() {
  48.                 isRecording = false;
  49.                 inBuf.clear();// 清除
  50.         }
  51.         /**
  52.          * 负责从MIC保存数据到inBuf
  53.          * 
  54.          * @author GV
  55.          * 
  56.          */
  57.         class RecordThread extends Thread {
  58.                 private int recBufSize;
  59.                 private AudioRecord audioRecord;
  60.                 public RecordThread(AudioRecord audioRecord, int recBufSize) {
  61.                         this.audioRecord = audioRecord;
  62.                         this.recBufSize = recBufSize;
  63.                 }
  64.                 public void run() {
  65.                         try {
  66.                                 short[] buffer = new short[recBufSize];
  67.                                 audioRecord.startRecording();// 开始录制
  68.                                 while (isRecording) {
  69.                                         // 从MIC保存数据到缓冲区
  70.                                         int bufferReadResult = audioRecord.read(buffer, 0,
  71.                                                         recBufSize);
  72.                                         short[] tmpBuf = new short[bufferReadResult / rateX];
  73.                                         for (int i = 0, ii = 0; i < tmpBuf.length; i++, ii = i
  74.                                                         * rateX) {
  75.                                                 tmpBuf[i] = buffer[ii];
  76.                                         }
  77.                                         synchronized (inBuf) {//
  78.                                                 inBuf.add(tmpBuf);// 添加数据
  79.                                         }
  80.                                 }
  81.                                 audioRecord.stop();
  82.                         } catch (Throwable t) {
  83.                         }
  84.                 }
  85.         };
  86.         /**
  87.          * 负责绘制inBuf中的数据
  88.          * 
  89.          * @author GV
  90.          * 
  91.          */
  92.         class DrawThread extends Thread {
  93.                 private int oldX = 0;// 上次绘制的X坐标
  94.                 private int oldY = 0;// 上次绘制的Y坐标
  95.                 private SurfaceView sfv;// 画板
  96.                 private int X_index = 0;// 当前画图所在屏幕X轴的坐标
  97.                 private Paint mPaint;// 画笔
  98.                 public DrawThread(SurfaceView sfv, Paint mPaint) {
  99.                         this.sfv = sfv;
  100.                         this.mPaint = mPaint;
  101.                 }
  102.                 public void run() {
  103.                         while (isRecording) {
  104.                                 ArrayList buf = new ArrayList();
  105.                                 synchronized (inBuf) {
  106.                                         if (inBuf.size() == 0)
  107.                                                 continue;
  108.                                         buf = (ArrayList) inBuf.clone();// 保存
  109.                                         inBuf.clear();// 清除
  110.                                 }
  111.                                 for (int i = 0; i < buf.size(); i++) {
  112.                                         short[] tmpBuf = buf.get(i);
  113.                                         SimpleDraw(X_index, tmpBuf, rateY, baseLine);// 把缓冲区数据画出来
  114.                                         X_index = X_index + tmpBuf.length;
  115.                                         if (X_index > sfv.getWidth()) {
  116.                                                 X_index = 0;
  117.                                         }
  118.                                 }
  119.                         }
  120.                 }
  121.                 /**
  122.                  * 绘制指定区域
  123.                  * 
  124.                  * @param start
  125.                  *            X轴开始的位置(全屏)
  126.                  * @param buffer
  127.                  *            缓冲区
  128.                  * @param rate
  129.                  *            Y轴数据缩小的比例
  130.                  * @param baseLine
  131.                  *            Y轴基线
  132.                  */
  133.                 void SimpleDraw(int start, short[] buffer, int rate, int baseLine) {
  134.                         if (start == 0)
  135.                                 oldX = 0;
  136.                         Canvas canvas = sfv.getHolder().lockCanvas(
  137.                                         new Rect(start, 0, start + buffer.length, sfv.getHeight()));// 关键:获取画布
  138.                         canvas.drawColor(Color.BLACK);// 清除背景
  139.                         int y;
  140.                         for (int i = 0; i < buffer.length; i++) {// 有多少画多少
  141.                                 int x = i + start;
  142.                                 y = buffer[i] / rate + baseLine;// 调节缩小比例，调节基准线
  143.                                 canvas.drawLine(oldX, oldY, x, y, mPaint);
  144.                                 oldX = x;
  145.                                 oldY = y;
  146.                         }
  147.                         sfv.getHolder().unlockCanvasAndPost(canvas);// 解锁画布，提交画好的图像
  148.                 }
  149.         }
  150. }
复制代码
testOscilloscope.java是主程序，控制UI和ClsOscilloscope，代码如下：

  1. package com.testOscilloscope;
  2. import android.app.Activity;
  3. import android.graphics.Color;
  4. import android.graphics.Paint;
  5. import android.media.AudioFormat;
  6. import android.media.AudioRecord;
  7. import android.media.MediaRecorder;
  8. import android.os.Bundle;
  9. import android.view.MotionEvent;
  10. import android.view.SurfaceView;
  11. import android.view.View;
  12. import android.view.View.OnTouchListener;
  13. import android.widget.Button;
  14. import android.widget.ZoomControls;
  15. public class testOscilloscope extends Activity {
  16.     /** Called when the activity is first created. */
  17.         Button btnStart,btnExit;
  18.         SurfaceView sfv;
  19.     ZoomControls zctlX,zctlY;
  20.     
  21.     ClsOscilloscope clsOscilloscope=new ClsOscilloscope();
  22.     
  23.         static final int frequency = 8000;//分辨率
  24.         static final int channelConfiguration = AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO;
  25.         static final int audioEncoding = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
  26.         static final int xMax = 16;//X轴缩小比例最大值,X轴数据量巨大，容易产生刷新延时
  27.         static final int xMin = 8;//X轴缩小比例最小值
  28.         static final int yMax = 10;//Y轴缩小比例最大值
  29.         static final int yMin = 1;//Y轴缩小比例最小值
  30.         
  31.         int recBufSize;//录音最小buffer大小
  32.         AudioRecord audioRecord;
  33.         Paint mPaint;
  34.     @Override
  35.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  36.         super.onCreate(savedInstanceState);
  37.         setContentView(R.layout.main);
  38.         //录音组件
  39.                 recBufSize = AudioRecord.getMinBufferSize(frequency,
  40.                                 channelConfiguration, audioEncoding);
  41.                 audioRecord = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC, frequency,
  42.                                 channelConfiguration, audioEncoding, recBufSize);
  43.                 //按键
  44.                 btnStart = (Button) this.findViewById(R.id.btnStart);
  45.                 btnStart.setOnClickListener(new ClickEvent());
  46.                 btnExit = (Button) this.findViewById(R.id.btnExit);
  47.                 btnExit.setOnClickListener(new ClickEvent());
  48.                 //画板和画笔
  49.                 sfv = (SurfaceView) this.findViewById(R.id.SurfaceView01); 
  50.                 sfv.setOnTouchListener(new TouchEvent());
  51.         mPaint = new Paint();  
  52.         mPaint.setColor(Color.GREEN);// 画笔为绿色  
  53.         mPaint.setStrokeWidth(1);// 设置画笔粗细 
  54.         //示波器类库
  55.         clsOscilloscope.initOscilloscope(xMax/2, yMax/2, sfv.getHeight()/2);
  56.         
  57.         //缩放控件，X轴的数据缩小的比率高些
  58.                 zctlX = (ZoomControls)this.findViewById(R.id.zctlX);
  59.                 zctlX.setOnZoomInClickListener(new View.OnClickListener() {
  60.                         @Override
  61.                         public void onClick(View v) {
  62.                                 if(clsOscilloscope.rateX>xMin)
  63.                                         clsOscilloscope.rateX--;
  64.                                 setTitle("X轴缩小"+String.valueOf(clsOscilloscope.rateX)+"倍"
  65.                                                 +","+"Y轴缩小"+String.valueOf(clsOscilloscope.rateY)+"倍");
  66.                         }
  67.                 });
  68.                 zctlX.setOnZoomOutClickListener(new View.OnClickListener() {
  69.                         @Override
  70.                         public void onClick(View v) {
  71.                                 if(clsOscilloscope.rateX<xmax)
  72.                                         clsOscilloscope.rateX++;        
  73.                                 setTitle("X轴缩小"+String.valueOf(clsOscilloscope.rateX)+"倍"
  74.                                                 +","+"Y轴缩小"+String.valueOf(clsOscilloscope.rateY)+"倍");
  75.                         }
  76.                 });
  77.                 zctlY = (ZoomControls)this.findViewById(R.id.zctlY);
  78.                 zctlY.setOnZoomInClickListener(new View.OnClickListener() {
  79.                         @Override
  80.                         public void onClick(View v) {
  81.                                 if(clsOscilloscope.rateY>yMin)
  82.                                         clsOscilloscope.rateY--;
  83.                                 setTitle("X轴缩小"+String.valueOf(clsOscilloscope.rateX)+"倍"
  84.                                                 +","+"Y轴缩小"+String.valueOf(clsOscilloscope.rateY)+"倍");
  85.                         }
  86.                 });
  87.                 
  88.                 zctlY.setOnZoomOutClickListener(new View.OnClickListener() {
  89.                         @Override
  90.                         public void onClick(View v) {
  91.                                 if(clsOscilloscope.rateY<ymax)
  92.                                         clsOscilloscope.rateY++;        
  93.                                 setTitle("X轴缩小"+String.valueOf(clsOscilloscope.rateX)+"倍"
  94.                                                 +","+"Y轴缩小"+String.valueOf(clsOscilloscope.rateY)+"倍");
  95.                         }
  96.                 });
  97.     }
  98.         @Override
  99.         protected void onDestroy() {
  100.                 super.onDestroy();
  101.                 android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());
  102.         }
  103.         
  104.         /**
  105.          * 按键事件处理
  106.          * @author GV
  107.          *
  108.          */
  109.         class ClickEvent implements View.OnClickListener {
  110.                 @Override
  111.                 public void onClick(View v) {
  112.                         if (v == btnStart) {
  113.                                 clsOscilloscope.baseLine=sfv.getHeight()/2;
  114.                                 clsOscilloscope.Start(audioRecord,recBufSize,sfv,mPaint);
  115.                         } else if (v == btnExit) {
  116.                                 clsOscilloscope.Stop();
  117.                         }
  118.                 }
  119.         }
  120.         /**
  121.          * 触摸屏动态设置波形图基线
  122.          * @author GV
  123.          *
  124.          */
  125.         class TouchEvent implements OnTouchListener{
  126.                 @Override
  127.                 public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
  128.                         clsOscilloscope.baseLine=(int)event.getY();
  129.                         return true;
  130.                 }
  131.                 
  132.         }
  133. }
复制代码


最后

以上就是刻苦冥王星为你收集整理的Android提高第十一篇之模拟信号示波器的全部内容，希望文章能够帮你解决Android提高第十一篇之模拟信号示波器所遇到的程序开发问题。

如果觉得靠谱客网站的内容还不错，欢迎将靠谱客网站推荐给程序员好友。

本图文内容来源于网友提供，作为学习参考使用，或来自网络收集整理，版权属于原作者所有。
点赞(58)

相关文章

android示波器，音频频谱绘制
android示波器，音频频谱绘制
Android进阶-音频波形绘制原理一、波形绘制
Android进阶-音频波形绘制原理一、波形绘制
Android实现简易示波器
Android实现简易示波器
android 开源 示波器,上个老外的开源虚拟示波器
android 开源 示波器,上个老外的开源虚拟示波器
Android提高第十一篇之模拟信号示波器
Android提高第十一篇之模拟信号示波器
示波器捕获的噪声波形进行FFT变换的关键点
示波器捕获的噪声波形进行FFT变换的关键点
Raspberry Pi构建Android示波器
Raspberry Pi构建Android示波器
android绘制播放音频的波形图
android绘制播放音频的波形图

评论列表共有 0 条评论

立即
投稿
返回
顶部