/*------------------------------------------------
        제작 : 정용승(naldoli@hanmail.net)
------------------------------------------------*/
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<graphics.h>
#include<conio.h>

#define fc         20000f
#define fs        200000f
#define kf          3000f
#define pi	  3.141592f

/*함수 선언*/
void lpfmake(float lfc, float lfs, int m, float *lpfdata);
void conv( short int data1[], float data2[], int data1num, int data2num);

float lpfdata[31];	/*lpf의 데이터*/
short int data[22050];	/*오리지널 사운드 데이터를 저장할 배열*/
void main()
{
	/*프로그램에 사용할 변수 선언.*/
	FILE *wfp1, *wfp2;         /*파일의 주소 선언*/
				
	float i,n;
	float xT1, yT1, xT2, yT2;			/*신호의 축의 단위*/

	int data_max;	/*오리지널 신호의 y축 최대값*/

	float Adata, float_data, theta, FMOUT; /*ZOH, theta, OUT 변수*/
	int k, k1;

	int drive, mode;	/*그래픽 모드사용을 위한 변수 선언*/
	drive = VGA;
	mode = VGAHI;

	data_max = 0;

	wfp1 = fopen("name1.wav", "rb");  /*name.wav를 이진모드로 열어 포인터에 주소저장*/
	fseek(wfp1, 44, SEEK_SET);		/*파일 포인터 위치를 데이터로 바꾼다.*/
	
	/*포인터를 바탕으로 데이터를 배열로 불러드린다.*/
	for(i=0; i<22050; i++) {
		fread(&data[i], 2, 1, wfp1);
		if(abs(data[i]) > data_max) data_max = abs(data[i]);
	}

	fclose(wfp1);
	
	/*lpf데이터를 생성한다.*/
	lpfmake(3000f, 44100f, 31, lpfdata);
	
	/*파형과 lpf데이터를 convolution한다.*/
	conv(data, lpfdata, 22050, 31);
	
	/*그래픽 모드 변환*/
	initgraph(&drive, &mode, "");

	outtextxy(0,220,"This is the original WAVE!");
	outtextxy(0,440,"This is the modulation WAVE!");

	/*원파형을 그린다.*/
	xT1 = (640f/22050f);
	yT1 = 120f/data_max/4;
	moveto(0, 120);
	for(i=0; i<22050; i++) {
		lineto(xT1*i, -1*yT1*data[i]+120);
	}
	
	/*모듈레이션*/
	k = 0, k1 =0, theta = 0;
	wfp1 = fopen("CONDATA.dat", "rb");
	wfp2 = fopen("FMOUT.dat", "wb");  /*모듈레이션 데이터를 저장할 파일오픈*/
	moveto(0, 360);
	
	for(n=0; n<100000; n++) {
		/*ZOH를 시킴*/
		k = (double)n * (44.1f/200f);
		if(k!=k1) {
			fread(&Adata, 4, 1, wfp1);
			float_data = Adata/data_max;
			k1 = k;
		}

		/*모듈레이션 시키고 FMOUT.dat에 데이터를 저장한후 그래프를 그림*/
		theta = theta + 2*pi*fc/fs + 2*pi*kf/fs*float_data;
		FMOUT = cos(theta);

		fwrite(&FMOUT, 4, 1, wfp2);
		
		xT2 = 640f/2000f;
		yT2 = 120f/4;
		lineto(xT2*n, -1*yT2*FMOUT+360);
		moveto(xT2*n, -1*yT2*FMOUT+360);
	}

	fclose(wfp2);
	getch();
	closegraph();
}

/*fs와 fc와 필요한 데이터 갯수를 받아서 배열에 저장하는 함수*/
void lpfmake(float lfc, float lfs, int m, float *lpfdata)
{
	int i;
	float nt;
	float sinc;
	for(i=0 ; i<m ; i++) {
		nt = (float)(i - m/2);
		if(nt != 0f) sinc = sin(2f*pi*lfc/lfs*nt)/(pi*nt);
		lpfdata[i] = sinc;
	}
	lpfdata[(int)(m/2)] = 6000f/44100f;
}

/*두 배열 데이터와 데이터 수를 받아서 convolution하여 파일로 데이터를 저장하는 함수*/
void conv( short int data1[], float data2[], int data1num, int data2num)
{
	FILE *confp;
	int i, j, t1;
	float outdata;
		
	confp = fopen("CONDATA.dat", "wb");
	outdata = 0;
	
	for(i=0; i<(data1num+data2num-1) ; i++) {
		t1 = 0;
		for(j=0; j<data2num; j++) {

			if( ((i-(data2num-1)+t1) >= 0) && ((i-(data2num-1)+t1) < data1num) )
			{
				outdata += (float)(data2[data2num-1-j]*(float)data1[i-(data2num-1)+t1]);
				
			}
			t1++;
		}
		fwrite(&outdata, 4, 1, confp);
		outdata = 0;
	}
	fclose(confp);
}
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