DE0-Nano-SoC-ə əsaslanan musiqi sintezatoru: 5 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Musiqi Sintezatoru

Bu musiqi sintezatoru olduqca sadədir: sadəcə mikrofonun qarşısında üfürmək, oxumaq və ya hətta musiqi çalmaq lazımdır və səs modulyasiya olunaraq dinamikdən göndəriləcək. Onun spektri də LCD displeydə görünəcək. Musiqi Sintezatoru iki versiyada mövcuddur: bir PCB -də tətbiq etməyi seçə bilərsiniz və ya edə bilmirsinizsə, sadə bir Breadboard edəcək.

Addım 1: Lazımi materiallar və tövsiyələr

Bu sistemi tətbiq etmək üçün aşağıdakılara ehtiyacınız olacaq:

• bir DE0-Nano-SoC lövhəsi
• Terasic -dən LT24 LCD ekran
• elektret mikrofonu
• əsas iki telli (torpaq və təchizat) dinamik
• bir Ethernet teli
• bir PCB və ya çörək taxtası
• sintezatoru bir PCB üzərində tətbiq etmək qərarına gəlsəniz, bir lehimləmə dəmiri və bir PCB oymaçı
• bir batareya və onun USB konnektoru (isteğe bağlı)
• LM386 güc gücləndirici qurğu
• bir MCP4821 Rəqəmsal/Analog çeviricisi
• bir LT1054 Kondansatörlü Gərginlik Dönüştürücü
• LM317 Ayarlanabilir Reulator
• 7 TL081 OPA (DIP-8)
• TL082 OPA (DIP-8)
• 2N5432 tranzistor
• 1N4148 diod
• 17 10 µF polarize kondansatörler
• 1μF kondansatör
• 5 100nF kondansatör
• 680nF kondansatör
• 100 μF kondansatör
• 2.2 μF kondansatör
• 1000+µF polarize kondansatör (məsələn 4400)
• 220 µF qütblü kondansatör
• 0.05 µF kondansatör
• 4100 Ohm müqavimət
• 1 2.2 kOhms rezistor
• 1 10 kOhms rezistor
• 1470 Ohm müqavimət
• 1 1.8kOhms rezistoru
• 1 1MOhm müqavimət
• 1150 Ohm müqavimət
• 4 500 Ohm müqavimət

Gözlədiyinizdən daha çox komponentə ehtiyacınız ola biləcəyini unutmayın.

Bu layihəyə başlamazdan əvvəl elektronika və SoC dizaynı haqqında əsas biliklərə sahib olmağı da tövsiyə edirik

Addım 2: Əldəetmə Şurası

İndi ehtiyacınız olan hər şeyə sahib olduğunuz üçün satınalma lövhəsini düzəltməklə başlayaq. Mikrofon yaxınlıqdakı səsləri toplayır, sonra siqnal gücləndirilmədən və nəhayət DE0 tərəfindən qeyd edilməzdən əvvəl nümunə götürmək üçün aşağı ötürmə filtri ilə süzülür (və bununla da Shannon teoreminə hörmətlə yanaşır).

Altium Dizayn Proqramı ilə tanışsınızsa və bir PCB oyma cihazına girişiniz varsa, yuxarıdakı şəkildə göstərilən sxemini təkrar etməlisiniz və ikinci şəkildəki kimi komponentləri yerləşdirməlisiniz. Əks təqdirdə, bu dövrəni bir çörək taxtasında yenidən yarada bilərsiniz.

Hər iki halda, açıq şəkildə Ohmsdə verilən rezistorların və Faradlarda verilən kondansatörlərin dəyərləri aşağıdakı kimidir:

• R4: 2.2k
• R5: 10k
• R6 və R7: 100
• R3: 470
• R1 və R2: 18 (bu rezistorlar 2V olmalıdır ki, bu gərginliklər sizin üçün bir qədər fərqli ola bilər)
• R8: 1.8k
• R9: 1 milyon
• R10: 150
• R11, R12, R14 və R15: 1.5k
• 1 dekabr: 2.2µ
• 2 dekabr: 100μ
• 3 dekabr: 100n
• 4 dekabr: 1µ
• 5 dekabr, 6 dekabr, 7 dekabr, 8 dekabr, 9 dekabr, 10 dekabr, 11 dekabr, 12 dekabr, 13 dekabr, 14 dekabr: 1µ
• 15 dekabr: +1000µ (məsələn 4400)
• C1: 10µ
• C2: 1μ
• C3 və C4: 100n
• C5: 1µ

Satınalma lövhəsini bitirdik!

Addım 3: Səs Çıxış Kartı

Səsləri yaza bilmək çox gözəldir, amma onları təkrar edə bilmək daha yaxşıdır! Beləliklə, sadəcə rəqəmsal/analoq çeviricidən, hamarlaşdırıcı filtrdən, güc gücləndiricisindən və dinamikdən ibarət bir audio çıxış lövhəsinə ehtiyacınız olacaq.

Əlbəttə ki, dövrəni bir PCB üzərində (və komponentləri ikinci şəkildə göstərildiyi kimi yerləşdirə bilərsiniz) və ya bir çörək taxtasında yenidən yarada bilərsiniz. Hər iki halda, həm kondansatörler, həm də rezistorlar üçün dəyərlər:

• R1 və R2: 100
• R3 və R4: tellər
• R5: 10
• C1: 1μ
• C2, C3, C5, C6, C7, C9: 100µ (qütblü)
• C4 və C8: 100n
• C10: 0.05µ
• C11: 250µ

Səs çıxışı bitdi, buna görə də proqrama keçək!

Addım 4: Quartus Layihəsi

İşləri asanlaşdırmaq üçün, DE0-Nano-SoC ilə birlikdə CD-ROMda təqdim olunan "ilk hps-fpga" layihəmdən başlamağa qərar verdik. Etməyiniz lazım olan tək şey bu layihəni açmaq və alətlər çubuğundan "Platform Designer" və ya "Qsys" i işə salmaq və yuxarıdakı layihəni təkrarlamaqdır. Sonra dizaynı yaradın və Qsys ilə tərtib edin (daha ətraflı məlumat üçün nümayişlərə baxın).

Addım 5: Zövq alın

İndi HDL faylları yaradıldıqdan sonra yalnız Quartus layihəsini işə salmalısınız. Bu məqsədlə USB kabelini DE0-Nano-Socun USB konnektoruna (JTAG) qoşun. Sonra Alətlər> Quartusda Proqramlaşdırma seçin. Avtomatik Algılamaya vurun, sonra ikinci seçimi seçin. Daha sonra, FPGA cihazını (ikincisi), sonra "Dosyanı dəyişdir" düyməsini basın və əvvəllər yaradılmış.sof faylını seçin. Nəhayət, "Proqram/Konfiqurasiya" yoxlama lövhəsini və faylı işə salmaq üçün "Başlat" düyməsini basın.

Nəhayət, aşağıdakı C kodunu DE0 yaddaşına yükləyin. Bu məqsədlə Putty -ı bir PC -yə (Linux) quraşdırın, Ethernet bağlantısı vasitəsilə və USB kabelini DE0 -un USB konnektoruna (UART) qoşaraq lövhəni ona bağlayın. Putty -ni 115200 baud dərəcəsi ilə işə salın və konfiqurasiya edin, heç bir paritet yoxdur, bir bit dayanma və axın nəzarət parametrləri yoxdur. Daha sonra, sabit bir IPv4 ünvanını kompüterinizin Ethernet portuna məcbur edin, Putty qabığına "kök" daxil edin, sonra "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" və sonra "parol" daxil edin. Kompüterinizdə bir qabıq açın, layihə deposuna gedin və "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/" daxil edin. Nəhayət, Putty qabığına "./myfirsthpsfpga" daxil edin. Zövq alın!