DE0-Nano-SoC-l põhinev muusikasüntesaator: 5 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Muusika süntesaator

See muusikasüntesaator on üsna lihtne: peate lihtsalt puhuma, laulma või isegi mikrofoni ees muusikat mängima ning heli moduleeritakse ja saadetakse läbi kõlari. Selle spekter ilmub ka LCD -ekraanile. Muusikasüntesaator on saadaval kahes versioonis: võite selle rakendada trükkplaadil või kui te seda ei tee, teeb seda lihtne leivaplaat.

Samm: vajalik materjal ja soovitused

Selle süsteemi rakendamiseks vajate järgmist.

• DE0-Nano-SoC plaat
• LT24 LCD ekraan Terasicult
• elektreetmikrofon
• põhiline kahe juhtmega (maandus ja toide) kõlar
• Etherneti juhe
• trükkplaat või leivaplaat
• jootekolb ja PCB graveerija, kui otsustate süntesaatori trükkplaadile rakendada
• aku ja selle USB -pistik (valikuline)
• võimsusvõimendi LM386
• MCP4821 digitaalne/analoogmuundur
• LT1054 lülitatud kondensaatori pingemuundur
• a LM317 reguleeritav regulaator
• 7 TL081 OPA-d (DIP-8)
• TL082 OPA (DIP-8)
• 2N5432 transistor
• diood 1N4148
• 17 10 µF polariseeritud kondensaatorit
• 1 µF kondensaator
• 5 100 nF kondensaatorit
• 680 nF kondensaator
• 100 µF kondensaator
• 2,2 µF kondensaator
• 1000+µF polariseeritud kondensaator (näiteks 4400)
• 220 µF polariseeritud kondensaator
• 0,05 µF kondensaator
• 4 100 oomi takistid
• 1 2,2 kOhm takisti
• 1 10 kOhm takisti
• 1 470 oomi takisti
• 1 1.8 kOhm residenti
• 1 1MOhm takisti
• 1150 oomi takisti
• 4 1500 oomi takisti

Pidage meeles, et teil võib vaja minna oodatust rohkem komponente.

Samuti soovitame enne selle projekti alustamist tungivalt omada põhiteadmisi elektroonika ja SoC disaini kohta

2. samm: omandamisnõukogu

Nüüd, kui teil on kõik vajalik olemas, alustame soetustahvli koostamisega. Mikrofon kogub lähedalasuvaid helisid, seejärel filtreeritakse signaal madalpääsfiltriga, et seda prooviks võtta (ja seega järgida Shannoni teoreemi), enne kui see võimendatakse ja lõpuks DE0 salvestab.

Kui olete Altiumi disainitarkvaraga tuttav ja teil on juurdepääs trükkplaatide graveerijale, peate lihtsalt reprodutseerima ülaltoodud pildil näidatud skeemi ja asetama komponendid nii, nagu tegime teisel pildil. Vastasel juhul võite selle vooluringi lihtsalt leivaplaadil uuesti luua.

Mõlemal juhul on takistite väärtused, mis on ilmselgelt antud oomides, ja kondensaatorite väärtused, mis on esitatud Faradides.

• R4: 2.2k
• R5: 10 tuhat
• R6 ja R7: 100
• R3: 470
• R1 ja R2: 18 (neid takisteid kasutatakse väljundpinge reguleerimiseks, mis peaks olema 2 V, nii et need väärtused võivad teie jaoks veidi erineda)
• R8: 1.8k
• R9: 1M
• R10: 150
• R11, R12, R14 ja R15: 1,5k
• 1. detsember: 2,2 µ
• 2. detsember: 100 µ
• 3. detsember: 100 n
• 4. detsember: 1µ
• 5. detsember, 6. detsember, 7. detsember, 8. detsember, 9. detsember, 10. detsember, 11. detsember, 12. detsember, 13. detsember, 14. detsember: 1µ
• 15. detsember: +1000µ (näiteks 4400)
• C1: 10 ui
• C2: 1 u
• C3 ja C4: 100n
• C5: 1 u

Me oleme omandamisplaadiga valmis!

3. samm: heliväljundiplaat

Võimalus helisid salvestada on suurepärane, kuid nende reprodutseerimine on veelgi parem! Seega vajate heliväljundplaati, mis koosneb lihtsalt digitaalsest/analoogmuundurist, silumisfiltrist, võimsusvõimendist ja kõlarist.

Loomulikult saate ikkagi vooluringi taasesitada trükkplaadil (ja asetada komponendid, nagu on näidatud teisel pildil) või leivaplaadil. Mõlemal juhul on siin nii kondensaatorite kui ka takistite väärtused:

• R1 ja R2: 100
• R3 ja R4: juhtmed
• R5: 10
• C1: 1 u
• C2, C3, C5, C6, C7, C9: 100µ (polariseeritud)
• C4 ja C8: 100n
• C10: 0,05 u
• C11: 250 ui

Oleme heliväljundiga lõpetanud, nii et liigume tarkvara juurde!

4. etapp: kvartsprojekt

Et asi oleks lihtne, otsustasime alustada projektist "my first-hps-fpga", mis on kaasas DE0-Nano-SoC-ga kaasasoleval CD-ROM-il. Peate lihtsalt selle projekti avama ja tööriistaribalt käivitama "Platform Designer" või "Qsys" ning paljundama ülaltoodud projekti. Seejärel genereerige kujundus ja kompileerige Qsysiga (lisateabe saamiseks vaadake tutvustusi).

Samm: nautige

Nüüd, kui HDL -failid on loodud, peate lihtsalt käivitama Quartuse projekti. Selleks ühendage USB-kaabel DE0-Nano-Soci USB-pistikusse (JTAG). Seejärel valige Tools> Programming on Quartus. Klõpsake nuppu Automaatne tuvastamine, seejärel valige teine suvand. Seejärel klõpsake FPGA -seadmel (teine), seejärel "Muuda faili" ja valige varem loodud.sof -fail. Lõpuks klõpsake kontrollprogrammi "Programm/seadistamine" ja klõpsake faili käivitamiseks nuppu "Start".

Lõpuks laadige järgmine C -kood DE0 mällu üles. Selleks installige Putty arvutisse (Linux), ühendage plaat sellega Etherneti ühenduse kaudu ja ühendades USB -kaabli DE0 USB -pistikusse (UART). Käivitage ja konfigureerige Putty edastuskiirusega 115200, ilma pariteedita, ühe bitiseiskamise ja voolu reguleerimise sätetega. Seejärel sundige fikseeritud IPv4 -aadress arvuti Etherneti porti, sisestage Putty shellile "root", seejärel "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" ja "parool", millele järgneb parool. Avage arvutis kest, minge projektihoidlasse ja sisestage "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/". Lõpuks sisestage Putty shellile "./myfirsthpsfpga". Nautige!