Muzikos sintezatorius, pagrįstas DE0-Nano-SoC: 5 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Muzikos sintezatorius

Šis muzikos sintezatorius yra gana paprastas: jūs tiesiog turite pūsti, dainuoti ar net leisti muziką priešais mikrofoną, o garsas bus moduliuojamas ir siunčiamas per garsiakalbį. Jo specifikacija taip pat bus rodoma skystųjų kristalų ekrane. Muzikos sintezatorius yra dviejų versijų: galite pasirinkti jį įdiegti į PCB arba, jei negalite, tai atliks paprasta „Breadboard“.

1 žingsnis: reikalinga medžiaga ir rekomendacijos

Norėdami įdiegti šią sistemą, jums reikės:

• DE0-Nano-SoC plokštė
• LT24 LCD ekranas iš „Terasic“
• elektretinis mikrofonas
• pagrindinis dviejų laidų (įžeminimo ir maitinimo) garsiakalbis
• Ethernet laidas
• PCB arba duonos lentą
• lituoklis ir PCB graviruotojas, jei nuspręsite sintezatorių įdiegti ant PCB
• baterija ir jos USB jungtis (pasirinktinai)
• LM386 galios stiprintuvas
• MCP4821 skaitmeninis/analoginis keitiklis
• LT1054 perjungto kondensatoriaus įtampos keitiklis
• reguliuojamas reguliatorius LM317
• 7 TL081 OPA (DIP-8)
• TL082 OPA (DIP-8)
• 2N5432 tranzistorius
• 1N4148 diodas
• 17 10 µF poliarizuotų kondensatorių
• 1 µF kondensatorius
• 5 100 nF kondensatoriai
• 680 nF kondensatorius
• 100 µF kondensatorius
• 2,2 µF kondensatorius
• 1000+µF poliarizuotas kondensatorius (pavyzdžiui, 4400)
• 220 µF poliarizuotas kondensatorius
• 0,05 µF kondensatorius
• 4 100 omų rezistoriai
• 1 2,2 kΩ rezistorius
• 1 10 kOhm rezistorius
• 1 470 omų rezistorius
• 1 1.8kOhm rezidentas
• 1 1MOhm rezistorius
• 1 150 omų rezistorius
• 4 1500 omų rezistorius

Atminkite, kad jums gali prireikti daugiau komponentų nei tikėtasi.

Taip pat labai rekomenduojame prieš pradedant šį projektą turėti pagrindinių žinių apie elektroniką ir SoC dizainą

2 žingsnis: įsigijimo lenta

Dabar, kai turite viską, ko reikia, pradėkime nuo įsigijimo lentos. Mikrofonas surenka netoliese esančius garsus, tada signalas filtruojamas žemo dažnio filtru, kad būtų imamas jo mėginys (taigi atsižvelgiama į Šenono teoremą), kol jis sustiprinamas ir galiausiai įrašomas DE0.

Jei esate susipažinęs su „Altium Design“programine įranga ir turite prieigą prie PCB graviruotojo, turite tiesiog atkurti schemą, pavaizduotą aukščiau esančiame paveikslėlyje, ir sudėti komponentus, kaip tai darėme antrame paveikslėlyje. Priešingu atveju galite tiesiog atkurti šią grandinę ant duonos lentos.

Abiem atvejais rezistorių vertės, akivaizdžiai pateiktos omais, ir kondensatorių vertės, pateiktos Faraduose, yra tokios:

• R4: 2,2 tūkst
• R5: 10 tūkst
• R6 ir R7: 100
• R3: 470
• R1 ir R2: 18 (šie rezistoriai naudojami 2 V išėjimo įtampai reguliuoti, todėl šios vertės jums gali šiek tiek skirtis)
• R8: 1,8 tūkst
• R9: 1 mln
• R10: 150
• R11, R12, R14 ir R15: 1,5 tūkst
• 1 gruodis: 2,2 µ
• Gruodis 2: 100µ
• Gruodžio 3 d.: 100 n
• Gruodis 4: 1µ
• Gruodžio 5 d., Gruodžio 6 d., Gruodžio 7 d., Gruodžio 8 d., Gruodžio 9 d., Gruodžio 10 d., Gruodžio 11 d., Gruodžio 12 d., Gruodžio 13 d., Gruodžio 14 d.: 1µ
• 15 d.: +1000µ (pavyzdžiui, 4400)
• C1: 10µ
• C2: 1µ
• C3 ir C4: 100n
• C5: 1µ

Mes baigėme įsigijimo lentą!

3 žingsnis: garso išvesties plokštė

Gebėti įrašyti garsus yra puiku, bet sugebėti juos atkurti dar geriau! Taigi jums reikės garso išvesties plokštės, kurią paprasčiausiai sudarytų skaitmeninis/analoginis keitiklis, išlyginamasis filtras, galios stiprintuvas ir garsiakalbis.

Žinoma, vis tiek galite atkurti grandinę ant PCB (ir sudėti komponentus, kaip parodyta antrame paveikslėlyje) arba ant lentos. Abiem atvejais čia pateikiamos tiek kondensatorių, tiek rezistorių vertės:

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

Mes baigėme garso išvestį, todėl pereikime prie programinės įrangos!

4 žingsnis: „Quartus“projektas

Kad viskas būtų paprasta, nusprendėme pradėti nuo „mano pirmojo hps-fpga“projekto, pateikto kompaktiniame diske, pridėtame prie „DE0-Nano-SoC“. Viskas, ką jums reikia padaryti, tai atidaryti šį projektą ir iš įrankių juostos paleisti „Platformos dizainerį“arba „Qsys“ir atkurti aukščiau pateiktą projektą. Tada sukurkite dizainą ir kompiliuokite naudodami „Qsys“(daugiau informacijos rasite demonstracijose).

5 žingsnis: mėgaukitės

Dabar, kai HDL failai yra sugeneruoti, jums tereikia pradėti „Quartus“projektą. Šiuo tikslu prijunkite USB kabelį prie DE0-Nano-Soc USB jungties (JTAG). Tada pasirinkite Įrankiai> Programavimas „Quartus“. Spustelėkite Automatinis aptikimas, tada pasirinkite antrą parinktį. Tada spustelėkite FPGA įrenginį (antrasis), tada „Keisti failą“ir pasirinkite anksčiau sukurtą.sof failą. Galiausiai spustelėkite „Programuoti/konfigūruoti“tikrinimo lentą ir spustelėkite mygtuką „Pradėti“, kad paleistumėte failą.

Galiausiai įkelkite šį C kodą į DE0 atmintį. Tuo tikslu įdiekite „Putty“į asmeninį kompiuterį („Linux“), prijunkite plokštę prie jos per eterneto ryšį ir prijunkite USB kabelį prie DE0 USB jungties (UART). Paleiskite ir sukonfigūruokite „Putty“su 115200 duomenų perdavimo sparta, be pariteto, vieno bitų sustojimo ir srauto valdymo nustatymų. Po to priverskite fiksuotą IPv4 adresą prie kompiuterio eterneto prievado, į „Putty shell“įveskite „root“, tada „ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX“ir „slaptažodis“, po to - slaptažodį. Kompiuteryje atidarykite apvalkalą, eikite į projekto saugyklą ir įveskite „scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/“. Galų gale ant glaisto apvalkalo įveskite „./myfirsthpsfpga“. Mėgautis !