סינתזה של מוסיקה המבוססת על DE0-Nano-SoC: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

סינתזה של מוזיקה

סינתיסייזר מוזיקה זה די פשוט: אתה רק צריך לנשוף, לשיר או אפילו לנגן מוזיקה מול המיקרופון, והצליל יאופנן וישלח דרך הרמקול. המפרט שלה יופיע גם על צג ה- LCD. סינתזה המוזיקה קיימת בשתי גרסאות: אתה יכול לבחור ליישם אותו על לוח PCB, או אם לא תוכל, לוח לחם פשוט יעשה זאת.

שלב 1: חומר נחוץ והמלצות

כדי ליישם מערכת זו, תזדקק לדברים הבאים:

• לוח DE0-Nano-SoC
• תצוגת LCD LT24 מבית Terasic
• מיקרופון אלקטרט
• רמקול דו-חוטי בסיסי (קרקע והספקה)
• חוט אתרנט
• לוח PCB או קרש לחם
• מגהץ ומחרט PCB, אם תחליט ליישם את הסינתיסייזר על לוח PCB
• סוללה ומחבר ה- USB שלה (אופציונלי)
• יחידת מגבר כוח LM386
• ממיר דיגיטלי/אנלוגי MCP4821
• ממיר מתח קבלים LT1054
• מסנן LM317 מתכוונן
• 7 אופציות TL081 (DIP-8)
• אופ"א TL082 (DIP-8)
• טרנזיסטור 2N5432
• דיודה 1N4148
• 17 קבלים מקוטבים 10 µF
• קבל 1µF
• 5 קבלים של 100nF
• קבל 680nF
• קבל 100 µF
• קבל 2.2 µF
• קבל מקוטב 1000+µF (4400 למשל)
• קבל מקוטב 220 µF
• קבל של 0.05 µF
• 4 100 נגדי אוהם
• 1 נגד של 2.2kOhms
• נגד של 10kOhms
• נגד של 470 אוהם
• 1 1.8kOhms מבקר
• נגד 1 1MOhm
• נגד 1 150 אוהם
• נגד 1500 אוהם

זכור כי ייתכן שתצטרך יותר רכיבים מהצפוי.

אנו ממליצים גם להחזיק בידע בסיסי בתחום האלקטרוניקה ועיצוב SoC לפני תחילת הפרויקט

שלב 2: מועצת רכישה

עכשיו שיש לך את כל מה שאתה צריך, נתחיל ביצירת לוח הרכישות. המיקרופון אוסף צלילים סמוכים, ואז האות מסונן על ידי מסנן במעבר נמוך על מנת לדגום אותו (ובכך לכבד את משפט שאנון) לפני שהוא מועצם ולבסוף מוקלט על ידי ה- DE0.

אם אתה מכיר את תוכנת עיצוב Altium ויש לך גישה למחרט PCB, עליך רק לשחזר את הסכימה המוצגת בתמונה למעלה ולמקם את הרכיבים כפי שעשינו בתמונה השנייה. אחרת, תוכל פשוט ליצור מחדש את המעגל הזה על לוח לחם.

בשני המקרים, ערכי הנגדים, שניתנים כמובן באוהם, וערכי הקבלים, שניתנו בפאראדס, הם כדלקמן:

• R4: 2.2k
• R5: 10k
• R6 ו- R7: 100
• R3: 470
• R1 ו- R2: 18 (נגדים אלה משמשים להתאמת מתח המוצא שאמור להיות 2V כך שערכים אלה עשויים להיות שונים במקצת עבורך)
• R8: 1.8k
• R9: 1M
• R10: 150
• R11, R12, R14 ו- R15: 1.5k
• דצמבר 1: 2.2µ
• דצמבר 2: 100µ
• 3 בדצמבר: 100 נ '
• דצמבר 4: 1µ
• Dec5, Dec6, Dec7, Dec8, Dec9, Dec10, Dec11, Dec12, Dec14, Dec14: 1µ
• דצמבר 15: +1000µ (4400 למשל)
• C1: 10µ
• C2: 1µ
• C3 ו- C4: 100n
• C5: 1µ

סיימנו עם לוח הרכישות!

שלב 3: לוח פלט שמע

היכולת להקליט צלילים זה נהדר, אבל היכולת לשחזר אותם היא אפילו טובה יותר! כך תצטרך לוח פלט שמע, המורכב פשוט מממיר דיגיטלי/אנלוגי, מסנן החלקה, מגבר כוח ורמקול.

כמובן, אתה עדיין יכול לשחזר את המעגל על לוח PCB (ולמקם את הרכיבים כפי שמוצג בתמונה השנייה) או על לוח לחם. בשני המקרים, להלן הערכים הן לקבלים והן לנגדים:

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

סיימנו את פלט השמע, אז בואו נעבור לתוכנה!

שלב 4: פרויקט Quartus

כדי לשמור על דברים פשוטים, החלטנו להתחיל מהפרויקט "הראשון שלי- hps-fpga" המסופק בתקליטור המצורף ל- DE0-Nano-SoC. כל שעליך לעשות הוא לפתוח את הפרויקט הזה ולהפעיל את "מעצב הפלטפורמות" או "Qsys" מסרגל הכלים ולשחזר את הפרויקט למעלה. לאחר מכן, צור את העיצוב והרכב עם Qsys (עיין בהדגמות לפרטים נוספים).

שלב 5: תהנה

עכשיו כשקבצי HDL נוצרים, אתה רק צריך להפעיל את פרויקט Quartus. לשם כך, חבר את כבל ה- USB למחבר ה- USB (JTAG) של DE0-Nano-Soc. לאחר מכן, בחר כלים> תכנות בקווארטוס. לחץ על זיהוי אוטומטי ולאחר מכן בחר באפשרות השנייה. לאחר מכן לחץ על מכשיר ה- FPGA (השני), ולאחר מכן על "שנה קובץ" ובחר את קובץ ה-.sof שנוצר בעבר. לבסוף, לחץ על הלוח "תכנית/הגדר" ולחץ על כפתור "התחל" כדי להפעיל את הקובץ.

לבסוף, העלה את קוד C הבא לזיכרון DE0. לשם כך, התקן את Putty במחשב (Linux), חבר את הלוח אליו באמצעות חיבור אתרנט ועל ידי חיבור כבל ה- USB למחבר ה- USB (UART) של DE0. הפעל והגדר את Putty עם קצב שידור של 115200, ללא זוגיות, עצירת סיביות אחת וללא הגדרות בקרת זרימה. לאחר מכן, כפה כתובת IPv4 קבועה ליציאת ה- Ethernet של המחשב האישי שלך, הזן "root" במעטפת המרק, ולאחר מכן "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" ו"סיסמה "ואחריה סיסמה. פתח מעטפת במחשב האישי שלך, עבור אל מאגר הפרויקטים והזן "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/". בסופו של דבר, על קליפת המרק, הזן "./myfirsthpsfpga". תהנה !