موسیقی سنتز کننده بر اساس DE0-Nano-SoC: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

سینتی سایزر موسیقی

این سینت سایزر موسیقی بسیار ساده است: شما فقط باید جلوی میکروفون را باد بزنید ، بخوانید یا حتی موسیقی پخش کنید ، و صدا تنظیم شده و از طریق بلندگو ارسال می شود. اسپکتروم آن نیز بر روی صفحه LCD ظاهر می شود. Music Synthesizer در دو نسخه موجود است: شما می توانید آن را روی PCB پیاده سازی کنید ، و اگر نمی توانید ، یک Breadboard ساده این کار را انجام می دهد.

مرحله 1: مواد مورد نیاز و توصیه ها

برای پیاده سازی این سیستم به موارد زیر نیاز دارید:

• یک برد DE0-Nano-SoC
• یک صفحه نمایش LCD LT24 از Terasic
• یک میکروفون الکتریکی
• بلندگوی اصلی دو سیم (زمین و منبع تغذیه)
• یک سیم اترنت
• یک PCB یا یک تخته نان
• اگر تصمیم دارید سینتی سایزر را روی PCB پیاده سازی کنید ، آهن لحیم کاری و حکاک PCB
• یک باتری و اتصال USB آن (اختیاری)
• یک واحد تقویت کننده LM386
• مبدل دیجیتال/آنالوگ MCP4821
• مبدل ولتاژ خازن سوئیچ LT1054
• یک تنظیم کننده LM317 قابل تنظیم
• 7 TL081 OPA (DIP-8)
• a TL082 OPA (DIP-8)
• یک ترانزیستور 2N5432
• یک دیود 1N4148
• 17 خازن قطبی 10 میکرو فارنهایت
• یک خازن 1 µF
• 5 خازن 100nF
• یک خازن 680nF
• یک خازن 100 µF
• یک خازن 2.2 µF
• خازن قطبی 1000+ µF (برای مثال 4400)
• یک خازن قطبش شده 220 µF
• یک خازن 0.05 µF
• 4 مقاومت 100 اهم
• 1 مقاومت 2.2 کیلو اهم
• 1 مقاومت 10 کیلو اهم
• مقاومت 1 470 اهم
• 1 رزیتور 1.8 کیلو اهم
• 1 مقاومت 1 مگا اهم
• مقاومت 1 150 اهم
• 4 مقاومت 1500 اهم

لطفاً به خاطر داشته باشید که ممکن است به اجزای بیشتری از حد انتظار نیاز داشته باشید.

ما همچنین اکیداً توصیه می کنیم قبل از شروع این پروژه از دانش اولیه در زمینه الکترونیک و طراحی SoC برخوردار باشید

مرحله 2: هیئت خرید

حالا که همه چیز مورد نیاز خود را دارید ، بیایید با ایجاد تابلوی خرید شروع کنیم. میکروفون صداهای نزدیک را جمع آوری می کند ، سپس سیگنال توسط یک فیلتر کم گذر فیلتر می شود تا از آن نمونه برداری شود (و بنابراین به قضیه شانون احترام بگذارید) قبل از اینکه تقویت شود و در نهایت توسط DE0 ضبط شود.

اگر با نرم افزار طراحی آلتیم آشنایی دارید و به حکاک PCB دسترسی دارید ، فقط باید شماتیک نشان داده شده در تصویر بالا را بازتولید کرده و اجزاء را مانند تصویر دوم قرار دهید. در غیر این صورت ، می توانید به سادگی این مدار را روی تخته نان ایجاد کنید.

در هر دو مورد ، مقادیر مقاومتها ، که به وضوح در اهم داده شده است ، و مقادیر خازنها ، در فاراد ، به شرح زیر است:

• R4: 2.2k
• R5: 10 هزار
• R6 و R7: 100
• R3: 470
• R1 و R2: 18 (این مقاومتها برای تنظیم ولتاژ خروجی که باید 2 ولت باشد استفاده می شود ، بنابراین ممکن است این مقادیر برای شما کمی متفاوت باشد)
• R8: 1.8k
• R9: 1M
• R10: 150
• R11 ، R12 ، R14 و R15: 1.5k
• Dec1: 2.2µµ
• دسامبر 2: 100 میکرومتر
• دسامبر 3: 100n
• Dec4: 1 µµ
• Dec5، Dec6، Dec7، Dec8، Dec9، Dec10، Dec11، Dec12، Dec13، Dec14: 1µ
• Dec15: +1000µ (به عنوان مثال 4400)
• C1: 10µµ
• C2: 1 µµ
• C3 و C4: 100n
• C5: 1 µµ

کار با هیئت مدیره تموم شد!

مرحله 3: برد خروجی صدا

توانایی ضبط صداها عالی است ، اما توانایی بازتولید آنها حتی بهتر است! بنابراین ، شما به یک برد خروجی صدا احتیاج دارید که فقط شامل یک مبدل دیجیتال/آنالوگ ، یک فیلتر صاف کننده ، یک تقویت کننده قدرت و یک بلندگو است.

البته ، شما هنوز هم می توانید مدار را روی PCB (و قطعات را همانطور که در تصویر دوم نشان داده شده است) یا روی تخته نان تکثیر کنید. در هر دو مورد ، مقادیر مربوط به خازن ها و مقاومت ها به شرح زیر است:

• R1 و R2: 100
• R3 و R4: سیم
• R5: 10
• C1: 1 µµ
• C2 ، C3 ، C5 ، C6 ، C7 ، C9: 100µµ (قطبی شده)
• C4 و C8: 100n
• C10: 0.05 µµ
• C11: 250 میکرومتر

ما کار خروجی صدا را به پایان رساندیم ، بنابراین اجازه دهید به سراغ نرم افزار برویم!

مرحله 4: پروژه Quartus

برای ساده نگه داشتن امور ، ما تصمیم گرفتیم از پروژه "my first-hps-fpga" که در CD-ROM همراه با DE0-Nano-SoC ارائه شده است ، شروع کنیم. تنها کاری که باید انجام دهید این است که این پروژه را باز کرده و "Platform Designer" یا "Qsys" را از نوار ابزار اجرا کنید و پروژه فوق را بازتولید کنید. سپس ، طرح را ایجاد کرده و با Qsys کامپایل کنید (برای توضیحات بیشتر به تظاهرات مراجعه کنید).

مرحله 5: لذت ببرید

اکنون که فایل های HDL تولید می شوند ، فقط باید پروژه Quartus را راه اندازی کنید. برای این منظور ، کابل USB را به کانکتور USB (JTAG) DE0-Nano-Soc وصل کنید. سپس ، Tools> Programming on Quartus را انتخاب کنید. روی Auto Detect کلیک کنید ، سپس گزینه دوم را انتخاب کنید. پس از آن ، روی دستگاه FPGA (مورد دوم) ، سپس "Change file" کلیک کرده و فایل.sof که قبلاً ایجاد شده را انتخاب کنید. در نهایت ، روی تیک "برنامه/پیکربندی" و روی دکمه "شروع" برای راه اندازی فایل کلیک کنید.

در نهایت ، کد C زیر را در حافظه DE0 بارگذاری کنید. برای این منظور ، Putty را روی رایانه شخصی (لینوکس) نصب کنید ، برد را از طریق اتصال اترنت به آن وصل کنید و کابل USB را به کانکتور USB (UART) DE0 وصل کنید. راه اندازی و پیکربندی Putty با نرخ باتری 115200 ، بدون برابری ، یک توقف بیتی و بدون تنظیمات کنترل جریان. پس از آن ، یک آدرس IPv4 ثابت را به پورت اترنت رایانه خود مجبور کنید ، "root" را در Putty shell وارد کنید ، سپس "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" و "رمز عبور" و پسورد را وارد کنید. یک پوسته در رایانه خود باز کنید ، به مخزن پروژه بروید و "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/" را وارد کنید. در نهایت ، در پوسته بتونه ، "./myfirsthpsfpga" را وارد کنید. لذت بردن !