使用 C 语言生成方波351

方波是一种非正弦波形，它在高电平和低电平之间快速交替。方波广泛应用于各种电子设备中，如时钟、计数器和音频信号发生器。

在本教程中，我们将学习如何使用 C 语言生成方波。我们将创建一个简单的程序，在计算机的扬声器上输出方波。

所需的库

要生成方波，我们需要使用以下库：```c
#include
#include
#include
```

Portaudio 是一个跨平台音频 I/O 库，它允许我们与计算机的音频硬件进行交互。

配置 PortAudio

首先，我们需要配置 PortAudio 设备。为此，我们需要创建以下回调函数：```c
static int paCallback(const void *inputBuffer, void *outputBuffer,
unsigned long framesPerBuffer,
const PaStreamCallbackTimeInfo* timeInfo,
PaStreamCallbackFlags statusFlags,
void *userData)
{
float *out = (float*)outputBuffer;
int i;
(void) inputBuffer; /* Prevent unused variable warning. */
(void) timeInfo;
(void) statusFlags;
(void) userData;
for (i = 0; i < framesPerBuffer; i++) {
out[i] = (i % 441) < 220 ? 1.0 : -1.0;
}
return paContinue;
}
```

此回调函数将生成一个方波，其频率为 1 kHz。它通过将输出缓冲区中的每个样本设置为 1.0（高电平）或 -1.0（低电平）来实现。方波的频率由 framesPerBuffer 和采样率（44100 Hz）决定。

初始化 PortAudio 流

接下来，我们需要初始化 PortAudio 流。为此，我们需要创建以下代码：```c
PaStream *stream;
PaError err;
err = Pa_Initialize();
if (err != paNoError) goto error;
err = Pa_OpenDefaultStream(&stream, 0, 1, paFloat32, 44100, 512, paCallback, NULL);
if (err != paNoError) goto error;
err = Pa_StartStream(stream);
if (err != paNoError) goto error;
```

此代码将打开默认输出流，将它配置为单声道浮点流，采样率为 44100 Hz，缓冲区大小为 512 个样本。然后，它将启动流并开始生成方波。

停止 PortAudio 流

当我们完成时，我们需要停止 PortAudio 流。为此，我们需要创建以下代码：```c
err = Pa_StopStream(stream);
if (err != paNoError) goto error;
err = Pa_CloseStream(stream);
if (err != paNoError) goto error;
Pa_Terminate();
```

此代码将停止流，关闭流并终止 PortAudio。

完整代码

以下是在 C 语言中生成方波的完整代码：```c
#include
#include
#include
static int paCallback(const void *inputBuffer, void *outputBuffer,
unsigned long framesPerBuffer,
const PaStreamCallbackTimeInfo* timeInfo,
PaStreamCallbackFlags statusFlags,
void *userData)
{
float *out = (float*)outputBuffer;
int i;
(void) inputBuffer; /* Prevent unused variable warning. */
(void) timeInfo;
(void) statusFlags;
(void) userData;
for (i = 0; i < framesPerBuffer; i++) {
out[i] = (i % 441) < 220 ? 1.0 : -1.0;
}
return paContinue;
}
int main()
{
PaStream *stream;
PaError err;
err = Pa_Initialize();
if (err != paNoError) goto error;
err = Pa_OpenDefaultStream(&stream, 0, 1, paFloat32, 44100, 512, paCallback, NULL);
if (err != paNoError) goto error;
err = Pa_StartStream(stream);
if (err != paNoError) goto error;
printf("Press Enter to quit.");
getchar();
err = Pa_StopStream(stream);
if (err != paNoError) goto error;
err = Pa_CloseStream(stream);
if (err != paNoError) goto error;
Pa_Terminate();
return 0;
error:
Pa_Terminate();
fprintf(stderr, "An error occurred: %s", Pa_GetErrorText(err));
return err;
}
```