Мы можем анализировать и синтезировать звук в реальном времени, используя БПФ (быстрое преобразование Фурье).

Реализация БПФ на 64 точки (ассемблерная оптимизация):

                                                     assembly
.global fft64
; Быстрое преобразование Фурье на 64 точки
; Вход: массив R16:R17 (в SRAM)
; Выход: массив в SRAM

fft64:
    PUSH R0
    PUSH R1
    ; ... реализация алгоритма Кули-Тьюки
    
    ; Используем бит-реверсивное упорядочивание
    ; Вычисляем бабочки на каждом этапе
    
    POP R1
    POP R0
    RET

Использование в C++ для визуализации звука:

extern "C" {
    void fft64(int16_t* data);
}

int16_t audio_buffer[64];

void setup() {
    // Настройка ADC для сэмплирования звука
    ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1);
}

void loop() {
    // Заполняем буфер
    for (int i = 0; i < 64; i++) {
        audio_buffer[i] = analogRead(A0) - 512;  // Центрируем
        delayMicroseconds(100);
    }
    
    // Выполняем БПФ (на ассемблере!)
    fft64(audio_buffer);
    
    // Выводим результат (например, на дисплей)
    for (int i = 0; i < 32; i++) {
        display.drawLine(i, 32, i, 32 - audio_buffer[i] / 16);
    }
}