DE0-Nano-SoC негізіндегі музыкалық синтезатор: 5 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

Музыкалық синтезатор

Бұл музыкалық синтезатор өте қарапайым: сізге микрофон алдында үрлеу, ән айту немесе тіпті музыка ойнату керек, ал дыбыс модульденіп, динамик арқылы жіберіледі. Сондай -ақ, оның спектрі СКД дисплейінде пайда болады. Музыка синтезаторы екі нұсқада бар: сіз оны ПХД -ге енгізуді таңдай аласыз, немесе мүмкін болмаса, қарапайым тақтаны орындайды.

1 -қадам: қажетті материалдар мен ұсыныстар

Бұл жүйені енгізу үшін сізге мыналар қажет:

• DE0-Nano-SoC тақтасы
• LT24 LCD дисплейі Terasic
• электрлі микрофон
• негізгі екі сымды (жерге және қоректенуге арналған) динамик
• Ethernet сымы
• ПХД немесе нан тақтасы
• егер сіз синтезаторды ПХД -ге енгізуді шешсеңіз, дәнекерлегіш пен ПХД гравері
• батарея және оның USB қосқышы (опциондық)
• LM386 күшейткіш блогы
• MCP4821 сандық/аналогты түрлендіргіші
• а LT1054 конденсаторлық кернеу түрлендіргіші
• LM317 реттелетін реулятор
• 7 TL081 OPA (DIP-8)
• TL082 OPA (DIP-8)
• 2N5432 транзисторы
• 1N4148 диод
• 17 10 мкФ поляризацияланған конденсаторлар
• 1 мкФ конденсатор
• 5 100nF конденсаторлар
• 680nF конденсатор
• 100 мкФ конденсатор
• 2.2 мкФ конденсатор
• 1000+мкФ поляризацияланған конденсатор (мысалы, 4400)
• поляризацияланған 220 мкФ конденсатор
• 0,05 мкФ конденсатор
• 4100 Ом резисторы
• 2.2 кОм резистор
• 1 10 кОм резистор
• 1470 Ом резисторы
• 1.8kOhms резисторы
• 1 1MOhm резистор
• 1150 Ом резистор
• 4 1500 Ом резистор

Сізге күтілгеннен көп компоненттер қажет болуы мүмкін екенін есте сақтаңыз.

Біз сонымен қатар осы жобаны бастамас бұрын электроника мен SoC дизайны бойынша негізгі білімге ие болуды ұсынамыз

2 -қадам: сатып алу тақтасы

Сізге қажет нәрсенің бәрі бар, енді сатып алу тақтасын жасаудан бастайық. Микрофон жақын маңдағы дыбыстарды жинайды, содан кейін сигнал оны іріктеу үшін төмен өту сүзгісімен сүзіледі (және осылайша Шеннон теоремасын құрметтейді), ол күшейтілмес бұрын және ақырында DE0 арқылы жазылады.

Егер сіз Altium Design бағдарламалық жасақтамасымен таныс болсаңыз және ПХД граверіне қол жеткізе алсаңыз, жоғарыдағы суретте көрсетілген схеманы қайта шығарып, екінші суреттегідей компоненттерді орналастыру қажет. Әйтпесе, сіз бұл тізбекті тақтаға қайта жасай аласыз.

Екі жағдайда да резисторлардың Омда анық көрсетілген мәндері мен Фарадтарда берілген конденсаторлардың мәндері келесідей:

• R4: 2.2k
• R5: 10k
• R6 және R7: 100
• R3: 470
• R1 және R2: 18 (бұл резисторлар 2В болуы керек шығыс кернеуін реттеу үшін қолданылады, сондықтан бұл мәндер сіз үшін сәл өзгеше болуы мүмкін)
• R8: 1.8k
• R9: 1M
• R10: 150
• R11, R12, R14 және R15: 1,5к
• 1 желтоқсан: 2,2 мкг
• 2 желтоқсан: 100 мкг
• 3 желтоқсан: 100н
• 4 желтоқсан: 1 мкг
• 5 желтоқсан, 6 желтоқсан, 7 желтоқсан, 8 желтоқсан, 9 желтоқсан, 10 желтоқсан, 11 желтоқсан, 12 желтоқсан, 13 желтоқсан, 14 желтоқсан: 1µ
• 15 желтоқсан: +1000µ (мысалы, 4400)
• С1: 10мк
• С2: 1мк
• C3 және C4: 100n
• С5: 1мк

Біз сатып алу тақтасын аяқтадық!

3 -қадам: Аудио шығыс тақтасы

Дыбыстарды жаза білу - керемет, бірақ оларды жаңғырту - одан да жақсы! Осылайша, сізге сандық/аналогты түрлендіргіштен, тегістейтін сүзгіден, күшейткіштен және динамиктен тұратын аудио шығыс тақтасы қажет.

Әрине, сіз әлі де тізбекті ПХД -да жаңарта аласыз (және компоненттерді екінші суретте көрсетілгендей орналастырыңыз) немесе тақтаға. Екі жағдайда да конденсаторлар мен резисторлардың мәндері берілген:

• R1 және R2: 100
• R3 және R4: сымдар
• R5: 10
• С1: 1мк
• C2, C3, C5, C6, C7, C9: 100μ (поляризацияланған)
• C4 және C8: 100n
• С10: 0,05 мкг
• С11: 250мк

Біз дыбыс шығаруды аяқтадық, сондықтан бағдарламалық жасақтамаға көшейік!

4 -қадам: Quartus жобасы

Қарапайым болу үшін, біз DE0-Nano-SoC қосылған CD-ROM-да берілген «менің бірінші hps-fpga» жобасынан бастауды шештік. Бұл жобаны ашып, құралдар тақтасынан «Платформа дизайнері» немесе «Qsys» бағдарламасын іске қосу және жоғарыдағы жобаны жаңғырту жеткілікті. Содан кейін дизайнды жасаңыз және Qsys көмегімен құрастырыңыз (толығырақ демонстрацияны қараңыз).

5 -қадам: ләззат алыңыз

Енді HDL файлдары жасалды, сізге Quartus жобасын іске қосу қажет. Ол үшін USB кабелін DE0-Nano-Soc USB қосқышына (JTAG) қосыңыз. Содан кейін, Құралдар> Quartus бағдарламалауын таңдаңыз. Автоматты түрде анықтауды нұқыңыз, содан кейін екінші опцияны таңдаңыз. Содан кейін, FPGA құрылғысын (екіншісі), содан кейін «Файлды өзгерту» түймесін басып, бұрын жасалған.sof файлын таңдаңыз. Соңында, «Бағдарламалау/Конфигурациялау» тақтасын басыңыз және файлды іске қосу үшін «Бастау» түймесін басыңыз.

Соңында, келесі C кодын DE0 жадына жүктеңіз. Ол үшін Putty -ді дербес компьютерге (Linux) орнатыңыз, Ethernet қосылымы арқылы және USB кабелін DE0 USB қосқышына (UART) жалғау арқылы оған тақтаны қосыңыз. Putty -ді 115200 жіберу жылдамдығымен іске қосыңыз және конфигурациялаңыз, паритетсіз, бір разрядты тоқтаусыз және ағынды басқару параметрлері жоқ. Содан кейін, компьютердің Ethernet портына бекітілген IPv4 адресін енгізіңіз, Putty қабығына «түбір» енгізіңіз, содан кейін «ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX» және «құпия сөз», содан кейін құпия сөз. Компьютерде қабықты ашып, жоба репозиторийіне өтіп, «scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/» енгізіңіз. Ақырында, Putty қабығына «./myfirsthpsfpga» енгізіңіз. Ләззат алыңыз!