DE0-Nano-SoC негизинде музыкалык синтезатор: 5 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Музыка синтезатору

Бул музыканын синтезатору абдан жөнөкөй: микрофондун алдында жөн эле үйлөп, ырдап же музыканы ойнотуш керек, анан үн модуляцияланып, динамик аркылуу жөнөтүлөт. Анын спектри LCD дисплейинде да пайда болот. Музыка синтезатору эки версияда бар: сиз аны ПХБда ишке ашырууну тандасаңыз болот, же болбосо, жөнөкөй Breadboard аткарат.

1 -кадам: Керектүү материалдар жана сунуштар

Бул системаны ишке ашыруу үчүн сизге төмөнкүлөр керек болот:

• DE0-Nano-SoC тактасы
• Терасиктин LT24 LCD дисплейи
• электрофондук микрофон
• негизги эки зымдуу (жер жана камсыздоо) спикер
• Ethernet зымы
• бир ПХБ же нан
• эгерде сиз ПХБда синтезаторду ишке ашырууну чечсеңиз, ширетүүчү жана ПХБ чегүүчү
• батарейка жана анын USB туташтыргычы (кошумча)
• бир LM386 күчөткүч бирдиги
• бир MCP4821 Санарип/Аналогдук Конвертер
• бир LT1054 которулган-Capacitor Voltage Converter
• а LM317 жөнгө салынуучу реулятор
• 7 TL081 OPAs (DIP-8)
• TL082 OPA (DIP-8)
• 2N5432 транзистору
• 1N4148 диод
• 17 10 µF поляризацияланган конденсаторлор
• 1 мкФ конденсатор
• 5 100nF конденсатор
• 680nF конденсатор
• 100 мкФ конденсатор
• 2.2 мкФ конденсатор
• 1000+µF поляризацияланган конденсатор (мисалы, 4400)
• 220 мкФ поляризацияланган конденсатор
• 0,05 мкФ конденсатор
• 4 100 Ом резисторлор
• 1 2.2kOhms каршылыгы
• 1 10kOhms каршылыгы
• 1470 Ом каршылыгы
• 1 1.8kOhms резистору
• 1 1MOhm каршылыгы
• 1 150 Ом каршылыгы
• 4 1500 Ом каршылыгы

Сураныч, күтүлгөндөн көбүрөөк компоненттер керек болушу мүмкүн экенин унутпаңыз.

Биз ошондой эле бул долбоорду баштоодон мурун электроника жана SoC дизайны боюнча негизги билимге ээ болууну сунуштайбыз

2 -кадам: алуу кеңеши

Эми сизге керектүү нерсенин баары бар болгондон кийин, сатып алуу тактасын түзүүдөн баштайлы. Микрофон жакынкы үндөрдү чогултат, андан кийин сигнал аны үлгү алуу үчүн аз өткөрмө чыпкасы аркылуу чыпкаланат (демек Шеннон теоремасын урматтайт), аны күчөтүүдөн мурун DE0 тарабынан жазылат.

Эгерде сиз Altium Design Software менен тааныш болсоңуз жана PCB граверине мүмкүнчүлүгүңүз болсо, анда жөн гана жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөн схеманы кайра чыгарышыңыз керек жана компоненттерди биз экинчи сүрөттөгүдөй жайгаштырышыбыз керек. Болбосо, бул схеманы нан тактасында кайра жаратсаңыз болот.

Эки учурда тең Омдо берилген резисторлордун мааниси жана Фарадда берилген конденсаторлордун мааниси төмөнкүчө:

• R4: 2.2k
• R5: 10k
• R6 жана R7: 100
• R3: 470
• R1 жана R2: 18 (бул резисторлор 2В болушу керек болгон чыгыш чыңалуусун тууралоо үчүн колдонулат, андыктан бул маанилер сиз үчүн бир аз башкачараак болушу мүмкүн)
• R8: 1.8k
• R9: 1M
• R10: 150
• R11, R12, R14 жана R15: 1.5k
• 1 -декабрь: 2.2µ
• 2 -декабрь: 100µ
• 3 -декабрь: 100н
• 4 -декабрь: 1µ
• 5 -декабрь, 6 -декабрь, 7 -декабрь, 8 -декабрь, 9 -декабрь, 10 -декабрь, 11 -декабрь, 12 -декабрь, 13 -декабрь, 14 -декабрь: 1µ
• 15 -декабрь: +1000µ (мисалы, 4400)
• C1: 10µ
• C2: 1µ
• C3 жана C4: 100n
• C5: 1µ

Биз сатып алуу тактасын бүттүк!

3 -кадам: Audio Outboard Board

Үн жаздыра билүү - бул сонун, бирок аларды кайра чыгаруу - андан да жакшы! Ошентип, сизге санарип/аналогдук конвертерден, тегиздөөчү чыпкадан, күчөткүчтөн жана динамиктен турган аудио чыгаруу тактасы керек болот.

Албетте, сиз дагы эле PCBде схеманы кайра чыгарсаңыз болот (жана компоненттерди экинчи сүрөттө көрсөтүлгөндөй жайгаштырыңыз) же нан тактасына. Эки учурда тең, бул жерде конденсаторлор менен резисторлордун баалуулуктары келтирилген:

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

Биз аудио чыгарууну бүтүрдүк, андыктан программалык камсыздоого өтөлү!

4 -кадам: Quartus долбоору

Жөнөкөй нерселерди сактоо үчүн, биз DE0-Nano-SoC менен коштолгон CD-ROMдо камтылган "менин биринчи hps-fpga" долбоорумдан баштоону чечтик. Болгону бул долбоорду ачып, инструменттер тилкесинен "Platform Designer" же "Qsys" программасын ишке киргизип, жогорудагы долбоорду кайра чыгаруу керек. Андан кийин, дизайнды түзүңүз жана Qsys менен түзүңүз (кененирээк маалымат үчүн демонстрацияларды караңыз).

5 -кадам: ырахат алыңыз

Эми HDL файлдары түзүлгөндөн кийин, Quartus долбоорун ишке киргизүү керек. Бул үчүн USB кабелин DE0-Nano-Socтун USB туташтыргычына (JTAG) туташтырыңыз. Андан кийин, Куралдар> Quartus боюнча программалоону тандаңыз. Авто аныктоону чыкылдатыңыз, андан кийин экинчи жолду тандаңыз. Андан кийин, FPGA түзмөгүн (экинчисин), андан кийин "Файлды өзгөртүү" баскычын чыкылдатып, мурда түзүлгөн.sof файлды тандаңыз. Акырында, "Программа/Конфигурация" текшерүү тактасын чыкылдатып, файлды баштоо үчүн "Старт" баскычын чыкылдатыңыз.

Акырында, төмөнкү C кодун DE0 эс тутумуна жүктөңүз. Бул үчүн Putty'ди PCге (Linux) орнотуп, Ethernet туташуусу аркылуу жана USB кабелин DE0дун USB туташтыргычына (UART) туташтырып, аны тактаңыз. Putty'ди 115200 бады менен теңдештирип, конфигурациялаңыз, паритети жок, бир аз токтоочу жана агымды башкаруу орнотуулары жок. Андан кийин, IPv4 дарегин компьютериңиздин Ethernet портуна күчтөп киргизиңиз, Putty кабыгына "root" киргизиңиз, андан кийин "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" жана "пароль", андан кийин сырсөз. Компьютериңиздеги кабыкты ачыңыз, долбоордун репозиторийине кирип, "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/" деп киргизиңиз. Акыры, Putty кабыгына "./myfirsthpsfpga" киргизиңиз. Ырахат!