Musiikkisyntetisaattori DE0-Nano-SoC: n perusteella: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Musiikin syntetisaattori

Tämä musiikkisyntetisaattori on melko yksinkertainen: sinun täytyy vain puhaltaa, laulaa tai jopa toistaa musiikkia mikrofonin edessä, ja ääni moduloidaan ja lähetetään kaiuttimen kautta. Sen tekniset tiedot näkyvät myös nestekidenäytöllä.

Vaihe 1: Tarvittava materiaali ja suositukset

Tämän järjestelmän käyttöönottoon tarvitset seuraavat asiat:

• DE0-Nano-SoC -levy
• LT24 LCD -näyttö Terasicilta
• elektreettimikrofoni
• perusjohto (maadoitus ja syöttö)
• Ethernet -johto
• piirilevy tai leipälauta
• juotin ja PCB -kaivertaja, jos päätät käyttää syntetisaattoria piirilevylle
• akku ja sen USB -liitin (lisävaruste)
• LM386 -tehovahvistin
• digitaalinen/analoginen MCP4821 -muunnin
• LT1054-kytkimen kondensaattorijännitteen muunnin
• a LM317 säädettävä reulator
• 7 TL081 OPA: ta (DIP-8)
• TL082 OPA (DIP-8)
• 2N5432 transistori
• 1N4148 diodi
• 17 10 µF polarisoitua kondensaattoria
• 1 µF kondensaattori
• 5 100 nF kondensaattoria
• 680nF kondensaattori
• 100 µF kondensaattori
• 2,2 µF kondensaattori
• 1000+µF polarisoitu kondensaattori (esimerkiksi 4400)
• 220 µF: n polarisoitu kondensaattori
• 0,05 µF kondensaattori
• 4 100 ohmin vastukset
• 1 2,2 kohmin vastus
• 1 10 kohmin vastus
• 1 470 ohmin vastus
• 1 1,8 kOhmin asukas
• 1 1MOhm vastus
• 1150 ohmin vastus
• 4 1500 ohmin vastus

Muista, että saatat tarvita enemmän osia kuin odotettiin.

Suosittelemme myös, että sinulla on perustiedot elektroniikasta ja SoC -suunnittelusta ennen tämän projektin aloittamista

Vaihe 2: Hankintalevy

Nyt kun sinulla on kaikki mitä tarvitset, aloita tekemällä hankintalevy. Mikrofoni kerää lähellä olevia ääniä, minkä jälkeen signaali suodatetaan alipäästösuodattimella näytteen ottamiseksi (ja siten Shannonin lauseen kunnioittamiseksi) ennen sen vahvistamista ja lopulta DE0 tallentaa sen.

Jos tunnet Altium Design -ohjelmiston ja sinulla on pääsy PCB -kaivertajaan, sinun on vain toistettava yllä olevan kuvan kaavio ja sijoitettava komponentit kuten toisessa kuvassa. Muussa tapauksessa voit yksinkertaisesti luoda tämän piirin uudelleen leipälevylle.

Molemmissa tapauksissa vastuksen arvot, jotka on ilmoitettu ilmeisesti ohmeina, ja kondensaattoreiden arvot, jotka on annettu Faradissa, ovat seuraavat:

• R4: 2.2k
• R5: 10 tuhatta
• R6 ja R7: 100
• R3: 470
• R1 ja R2: 18 (näitä vastuksia käytetään 2 V: n lähtöjännitteen säätämiseen, joten nämä arvot voivat olla hieman erilaisia)
• R8: 1.8k
• R9: 1M
• R10: 150
• R11, R12, R14 ja R15: 1,5k
• Joulukuu 1: 2,2 u
• Joulukuu 2: 100µ
• Joulukuu 3: 100n
• Joulukuu 4: 1µ
• Joulukuu 5, 6, 7, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 12, 13, 14
• Joulukuu15: +1000µ (esimerkiksi 4400)
• C1: 10 u
• C2: 1µ
• C3 ja C4: 100n
• C5: 1µ

Hankintataulu on valmis!

Vaihe 3: Äänilähtölevy

Äänien nauhoittaminen on hienoa, mutta niiden toistaminen on vielä parempi! Tarvitset siis äänilähtökortin, joka koostuu yksinkertaisesti digitaalisesta/analogisesta muuntimesta, tasoitussuodattimesta, tehovahvistimesta ja kaiuttimesta.

Voit tietysti edelleen toistaa piirin piirilevylle (ja sijoittaa komponentit toisessa kuvassa esitetyllä tavalla) tai leipälevylle. Molemmissa tapauksissa tässä ovat sekä kondensaattoreiden että vastuksen arvot:

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

Äänilähtö on valmis, joten siirrytään ohjelmistoon!

Vaihe 4: Quartus -projekti

Jotta asiat olisivat yksinkertaisia, päätimme aloittaa DE0-Nano-SoC: n mukana toimitetulla CD-ROM-levyllä olevasta "my first-hps-fpga" -projektistani. Sinun tarvitsee vain avata tämä projekti ja käynnistää "Platform Designer" tai "Qsys" työkaluriviltä ja toistaa yllä oleva projekti. Luo sitten malli ja käännä se Qsysin avulla (katso lisätietoja esittelyistä).

Vaihe 5: Nauti

Nyt kun HDL -tiedostot on luotu, sinun tarvitsee vain käynnistää Quartus -projekti. Tätä varten liitä USB-kaapeli DE0-Nano-Socin USB-liittimeen (JTAG). Valitse sitten Työkalut> Ohjelmointi Quartuksessa. Napsauta Automaattinen tunnistus ja valitse toinen vaihtoehto. Napsauta sen jälkeen FPGA -laitetta (toinen), sitten "Vaihda tiedosto" ja valitse aiemmin luotu.sof -tiedosto. Napsauta lopuksi "Ohjelmoi/Määritä" -valintataulua ja käynnistä tiedosto napsauttamalla "Käynnistä" -painiketta.

Lataa lopuksi seuraava C -koodi DE0 -muistiin. Asenna tätä varten Putty PC: lle (Linux), linkitä kortti siihen Ethernet -liitännän kautta ja kytkemällä USB -kaapeli DE0: n USB -liittimeen (UART). Käynnistä ja määritä Putty, jonka siirtonopeus on 115200, ei pariteettia, yhden bitin pysäytys eikä virtauksen säätöasetuksia. Pakota sen jälkeen kiinteä IPv4 -osoite tietokoneesi Ethernet -porttiin, kirjoita "root" Putty shelliin, sitten "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" ja "password" ja sen jälkeen salasana. Avaa kuori tietokoneellasi, siirry projektivarastoon ja kirjoita "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/". Kirjoita lopuksi Putty -kuoreen "./myfirsthpsfpga". Nauttia !