Zenei szintetizátor DE0-Nano-SoC alapján: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Zene szintetizátor

Ez a zeneszintetizátor meglehetősen egyszerű: csak fújnia, énekelnie, vagy akár zenét kell játszania a mikrofon előtt, és a hang modulálva lesz, és a hangszórón keresztül továbbítódik. A specifikáció megjelenik az LCD -kijelzőn is. A Music Synthesizer két verzióban létezik: választhatja, hogy PCB -n hajtja végre, vagy ha nem, akkor egy egyszerű Breadboard.

1. lépés: Szükséges anyag és ajánlások

A rendszer megvalósításához a következőkre lesz szüksége:

• egy DE0-Nano-SoC kártya
• a Terasic LT24 LCD kijelzője
• elektret mikrofon
• alapvető kétvezetékes (földelő és tápellátó) hangszóró
• egy Ethernet vezeték
• NYÁK vagy kenyérlap
• forrasztópáka és PCB gravírozó, ha úgy dönt, hogy a szintetizátort NYÁK -on alkalmazza
• akkumulátor és USB -csatlakozója (opcionális)
• egy LM386 teljesítményerősítő egység
• egy MCP4821 digitális/analóg átalakító
• egy LT1054 kapcsolt kondenzátoros feszültségváltó
• egy LM317 állítható Reulator
• 7 TL081 OPA (DIP-8)
• TL082 OPA (DIP-8)
• 2N5432 tranzisztor
• 1N4148 dióda
• 17 10 µF polarizált kondenzátor
• 1 µF kondenzátor
• 5 db 100nF kondenzátor
• 680nF kondenzátor
• 100 µF kondenzátor
• 2,2 µF kondenzátor
• 1000+µF polarizált kondenzátor (például 4400)
• 220 µF polarizált kondenzátor
• 0,05 µF kondenzátor
• 4 100 Ohm ellenállás
• 1 2,2 kOhm ellenállás
• 1 10 kOhm ellenállás
• 1 470 Ohm ellenállás
• 1 1,8 kOhm rezidens
• 1 1MOhm ellenállás
• 1 150 Ohm ellenállás
• 4 1500 Ohm ellenállás

Ne feledje, hogy a vártnál több alkatrészre lehet szüksége.

Javasoljuk továbbá, hogy a projekt megkezdése előtt rendelkezzen alapvető ismeretekkel az elektronika és a SoC tervezés területén

2. lépés: Akvizíciós tanács

Most, hogy megvan minden, amire szüksége van, kezdjük a beszerzési tábla elkészítésével. A mikrofon összegyűjti a közeli hangokat, majd a jelet aluláteresztő szűrővel szűri, hogy mintát vegyen belőle (és ezáltal tiszteletben tartsa a Shannon-tételt), mielőtt megerősíti, és végül rögzíti a DE0.

Ha ismeri az Altium Design szoftvert, és hozzáfér PCB -gravírozóhoz, akkor csak reprodukálnia kell a fenti képen látható vázlatot, és az alkatrészeket úgy kell elhelyezni, mint a második képen. Ellenkező esetben egyszerűen újra létrehozhatja ezt az áramkört egy kenyérpadon.

Mindkét esetben az ellenállások nyilvánvalóan Ohmban megadott értékei és a kondenzátorok Farad -ban megadott értékei a következők:

• R4: 2.2k
• R5: 10 ezer
• R6 és R7: 100
• R3: 470
• R1 és R2: 18 (ezek az ellenállások 2V kimeneti feszültség beállítására szolgálnak, így ezek az értékek kissé eltérhetnek az Ön számára)
• R8: 1.8k
• R9: 1M
• R10: 150
• R11, R12, R14 és R15: 1,5 k
• Dec1: 2,2 µ
• Dec2: 100µ
• Dec3: 100n
• Dec4: 1µ
• Dec5, Dec6, Dec7, Dec8, Dec9, Dec10, Dec11, Dec12, Dec13, Dec14: 1µ
• Dec15: +1000µ (például 4400)
• C1: 10µ
• C2: 1µ
• C3 és C4: 100n
• C5: 1µ

Végeztünk a beszerzési táblával!

3. lépés: Hangkimeneti kártya

Hangokat rögzíteni nagyszerű, de reprodukálni még jobb! Így szüksége lesz egy audio kimeneti kártyára, amely egyszerűen egy digitális/analóg konverterből, simító szűrőből, egy erősítőből és egy hangszóróból áll.

Természetesen továbbra is reprodukálhatja az áramkört NYÁK -on (és helyezze el az alkatrészeket a második képen látható módon), vagy kenyérsütő táblára. Mindkét esetben itt vannak a kondenzátorok és az ellenállások értékei:

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

Végeztünk az audio kimenettel, szóval térjünk át a szoftverre!

4. lépés: Quartus projekt

Az egyszerűség kedvéért úgy döntöttünk, hogy a DE0-Nano-SoC-hoz mellékelt CD-ROM-on található "én első hps-fpga" projektemből indulunk ki. Mindössze annyit kell tennie, hogy megnyitja ezt a projektet, és elindítja a „Platform Designer” vagy „Qsys” eszköztárat az eszköztárról, és reprodukálja a fenti projektet. Ezután generálja a tervezést és fordítsa le a Qsys segítségével (további részletekért lásd a bemutatókat).

5. lépés: Élvezze

Most, hogy a HDL fájlok létrejöttek, csak el kell indítania a Quartus projektet. Ennek érdekében csatlakoztassa az USB-kábelt a DE0-Nano-Soc USB-csatlakozójához (JTAG). Ezután válassza az Eszközök> Programozás a Quartuson lehetőséget. Kattintson az Automatikus észlelés elemre, majd válassza a második lehetőséget. Ezután kattintson az FPGA eszközre (a második), majd a "Fájl módosítása" elemre, és válassza ki a korábban létrehozott.sof fájlt. Végül kattintson a "Program/Configure" ellenőrző táblára, majd kattintson a "Start" gombra a fájl elindításához.

Végül töltse fel a következő C kódot a DE0 memóriába. Ebből a célból telepítse a Putty -t egy számítógépre (Linux), csatlakoztassa hozzá a táblát Ethernet -kapcsolaton keresztül, és csatlakoztassa az USB -kábelt a DE0 USB -csatlakozójához (UART). Indítsa el és konfigurálja a Putty -t 115200 -as átviteli sebességgel, paritás nélkül, egy bites leállással és áramlásszabályozási beállításokkal. Ezt követően erőltessen egy rögzített IPv4 -címet a számítógép Ethernet -portjára, írja be a "root" parancsot a Putty shellbe, majd az "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" és a "password" parancsot, majd egy jelszót. Nyisson meg egy héjat a számítógépén, menjen a projekttárba, és írja be: "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/". Végül a Putty héjon írja be: "./myfirsthpsfpga". Élvezd !