Mūzikas sintezators, kura pamatā ir DE0-Nano-SoC: 5 soļi (ar attēliem)

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Mūzikas sintezators

Šis mūzikas sintezators ir pavisam vienkāršs: jums vienkārši jāpūš, jādzied vai pat jāspēlē mūzika mikrofona priekšā, un skaņa tiks modulēta un nosūtīta caur skaļruni. Tās specifikācija parādīsies arī LCD displejā. Mūzikas sintezators pastāv divās versijās: jūs varat izvēlēties to ieviest PCB, vai, ja nevarat, vienkāršs maizes dēlis.

1. darbība. Nepieciešamais materiāls un ieteikumi

Lai ieviestu šo sistēmu, jums būs nepieciešams:

• DE0-Nano-SoC plāksne
• LT24 LCD displejs no Terasic
• elektrīta mikrofons
• pamata divu vadu (zemējuma un barošanas) skaļrunis
• Ethernet vads
• PCB vai maizes dēlis
• lodāmurs un PCB gravieris, ja nolemjat sintezatoru ieviest uz PCB
• akumulators un tā USB savienotājs (pēc izvēles)
• jaudas pastiprinātājs LM386
• MCP4821 digitālais/analogais pārveidotājs
• LT1054 slēdža sprieguma pārveidotājs
• a LM317 regulējams regulators
• 7 TL081 OPA (DIP-8)
• TL082 OPA (DIP-8)
• 2N5432 tranzistors
• 1N4148 diode
• 17 10 µF polarizēti kondensatori
• 1 µF kondensators
• 5 100 nF kondensatori
• 680 nF kondensators
• 100 µF kondensators
• 2,2 µF kondensators
• 1000+µF polarizēts kondensators (piemēram, 4400)
• 220 µF polarizēts kondensators
• 0,05 µF kondensators
• 4 100 omi rezistori
• 1 2,2 kΩ rezistors
• 1 10 kOhm rezistors
• 1 470 omi rezistors
• 1 1,8 kOhms rezidents
• 1 1MOhm rezistors
• 1150 omu rezistors
• 4 1500 omu rezistors

Lūdzu, ņemiet vērā, ka jums var būt nepieciešams vairāk sastāvdaļu, nekā paredzēts.

Mēs arī ļoti iesakām pirms šī projekta uzsākšanas iegūt pamatzināšanas elektronikā un SoC projektēšanā

2. darbība. Iegādes padome

Tagad, kad jums ir viss nepieciešamais, sāksim ar iegūšanas dēļa izveidi. Mikrofons savāc tuvumā esošās skaņas, pēc tam signāls tiek filtrēts ar zemas caurlaidības filtru, lai to paraugu ņemtu (un tādējādi ievērotu Šenona teorēmu), pirms tas tiek pastiprināts un beidzot tiek ierakstīts DE0.

Ja esat iepazinies ar programmatūru Altium Design un jums ir piekļuve PCB gravieram, jums vienkārši jāatveido shematiskā shēma, kas parādīta iepriekšējā attēlā, un ievietojiet komponentus, kā mēs to darījām otrajā attēlā. Pretējā gadījumā jūs varat vienkārši atjaunot šo ķēdi uz maizes dēļa.

Abos gadījumos rezistoru vērtības, kas acīmredzami norādītas omos, un kondensatoru vērtības, kas norādītas Farados, ir šādas:

• R4: 2.2k
• R5: 10 tūkstoši
• R6 un R7: 100
• R3: 470
• R1 un R2: 18 (šos rezistorus izmanto, lai noregulētu izejas spriegumu, kam vajadzētu būt 2 V, lai šīs vērtības jums varētu nedaudz atšķirties)
• R8: 1.8k
• R9: 1 milj
• R10: 150
• R11, R12, R14 un R15: 1,5k
• 1. decembris: 2,2 µ
• 2. decembris: 100µ
• 3. decembris: 100 n
• 4. decembris: 1µ
• 5. decembris, 6. decembris, 7. decembris, 8. decembris, 9. decembris, 10. decembris, 11. decembris, 12. decembris, 13. decembris, 14. decembris: 1µ
• 15. decembris: +1000µ (piemēram, 4400)
• C1: 10µ
• C2: 1µ
• C3 un C4: 100n
• C5: 1µ

Mēs esam pabeiguši iegādes dēli!

3. darbība: audio izvades dēlis

Spēja ierakstīt skaņas ir lieliski, bet spēja tās reproducēt ir vēl labāk! Tādējādi jums būs nepieciešama audio izvades plate, kas vienkārši sastāv no digitālā/analogā pārveidotāja, izlīdzinošā filtra, jaudas pastiprinātāja un skaļruņa.

Protams, jūs joprojām varat reproducēt ķēdi uz PCB (un novietot komponentus, kā parādīts otrajā attēlā) vai uz maizes dēļa. Abos gadījumos šeit ir norādītas gan kondensatoru, gan rezistoru vērtības:

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

Mēs esam pabeiguši audio izvadi, tāpēc pāriesim pie programmatūras!

4. solis: Kvarca projekts

Lai viss būtu vienkāršs, mēs nolēmām sākt ar projektu "mans pirmais hps-fpga", kas iekļauts DE0-Nano-SoC komplektācijā iekļautajā kompaktdiskā. Viss, kas jums jādara, ir atvērt šo projektu un no rīkjoslas palaist platformas noformētāju vai Qsys un reproducēt iepriekš minēto projektu. Pēc tam ģenerējiet dizainu un apkopojiet ar Qsys (sīkāku informāciju skatiet demonstrācijās).

5. solis: izbaudiet

Tagad, kad ir izveidoti HDL faili, jums vienkārši jāuzsāk Quartus projekts. Šim nolūkam pievienojiet USB kabeli DE0-Nano-Soc USB savienotājam (JTAG). Pēc tam izvēlieties Tools> Programming on Quartus. Noklikšķiniet uz Automātiskā noteikšana, pēc tam atlasiet otro iespēju. Pēc tam noklikšķiniet uz FPGA ierīces (otrās), pēc tam uz "Mainīt failu" un atlasiet iepriekš ģenerēto.sof failu. Visbeidzot, noklikšķiniet uz "Program/Configure" izvēles rūtiņas un noklikšķiniet uz pogas "Start", lai palaistu failu.

Visbeidzot, augšupielādējiet šādu C kodu DE0 atmiņā. Šim nolūkam instalējiet Putty datorā (Linux), savienojiet tā paneli, izmantojot Ethernet savienojumu, un pievienojot USB kabeli DE0 USB savienotājam (UART). Palaidiet un konfigurējiet Putty ar pārraides ātrumu 115200, bez paritātes, viena bita apstāšanās un bez plūsmas kontroles iestatījumiem. Pēc tam piespiediet fiksētu IPv4 adresi datora Ethernet portam, ievadiet "root" uz Putty shell, pēc tam "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" un "paroli", kam seko parole. Datorā atveriet apvalku, dodieties uz projektu krātuvi un ievadiet "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/". Galu galā uz špakteles apvalka ievadiet "./myfirsthpsfpga". Izbaudi !