C++ 识别/生成波形？

我想编码一些可以接受某种输入的东西，并将其识别为方波、三角波或某种波形。我还需要一些方法来产生这些波

我确实有使用C/C++的经验，但是，我不确定如何模拟所有这些。最后，我想把它转换成一个微控制器程序来读取它的模拟输入来确定波形

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编辑：对不起；我应该提到它的频率是已知的，振幅是未知的

从MATLAB或免费的GNU倍频程开始。您可以生成具有所需波形的阵列，并编写适当的函数来解码/识别。当你有了详细的工作，抓取一个FFTW（西方最快的傅里叶变换）库的副本来处理你的c/c++代码的fft/ifft例程。MATLAB的信号处理工作台模块有许多有用的工具来实现您的目标。

生成波形比识别波形要容易得多。我有一个小项目，可以产生一些波浪。下面是一个例子：

θ

在波形的每一帧上都会更新，这取决于所创建的波的频率

至于波的识别，如果你知道你将得到简单的，不混合的方波，三角波或正弦波，你可以做一些简单的测试。观察沿波任意两点的振幅变化。如果它们是一样的，方波。如果它们是线性变化的（也就是说，如果振幅的变化是恒定的），你就得到了一个三角波（或者一个锯齿波，如果你这样区分的话）。否则，它是一个正弦波。请记住，只有当您只期望这些类型的波，并且它们没有被混合或任何东西时，此检查才有效。我能想到还有一些其他的边缘案例，但我会让你担心的

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如果你正在做一些更有趣的事情，你可能需要找一本专门研究这类事情的书，就像评论部分建议的那样

识别波形：如果你知道频率，你可以使用离散梯度做很多事情，正如亚历克斯在回答中所建议的那样

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另一种方法是使用插值技术并查看系数。还有一种是快速傅里叶变换。后两种方法在计算上更加密集，但也更加精确，特别是在识别更复杂的波形时。您必须查看您的uC是否足够快，或者如果幸运的话，是否有硬件FFT。

波形是否有噪声？你知道频率吗？你知道振幅吗？一般来说，这是一个很难解决的问题；我应该提到它的频率是已知的，振幅应该是未知的。这并没有解决真正的问题，即波形的分类。在频域中，提到的两种不同的波形应该是非常不同的。

    float amplitude;
    switch (sound->wavetype)
    {
        case LA_SQUARE:
            amplitude = sound->theta > .5 ? 1.0 : -1.0;
            break;
        case LA_SINE:
            amplitude = sin(2 * PI * sound->theta);
            break;
        case LA_TRIANGLE:
            amplitude = sound->theta > .5 ? 4 * sound->theta - 3 : -4 * sound->theta + 1;
            break;
        case LA_SAWTOOTH:
            amplitude = 2 * sound->theta - 1.0;
            break;
        case LA_NOISE:
            amplitude = ((float)rand() / RAND_MAX);
            break;
        default:
            ;
    }