DE0-Nano-SoC дээр суурилсан хөгжмийн синтезатор: 5 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Хөгжмийн синтезатор

Энэхүү хөгжмийн синтезатор нь маш энгийн: та зүгээр л микрофоны өмнө үлээж, дуулж эсвэл бүр хөгжим тоглуулах хэрэгтэй бөгөөд дууг модульчлаад чанга яригчаар дамжуулах болно. Хөгжмийн синтезатор нь хоёр хувилбартай байдаг: та үүнийг ПХБ дээр хэрэгжүүлэх боломжтой, эсвэл чадахгүй бол энгийн Breadboard хийх болно.

Алхам 1: Шаардлагатай материал ба зөвлөмж

Энэ системийг хэрэгжүүлэхийн тулд танд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

• DE0-Nano-SoC самбар
• Terasic -ийн LT24 LCD дэлгэц
• цахилгаан микрофон
• үндсэн хоёр утастай (газардуулга ба хангамж) чанга яригч
• Ethernet утас
• ПХБ эсвэл талхны хавтан
• хэрэв та синтезаторыг ПХБ дээр хэрэгжүүлэхээр шийдсэн бол гагнуурын төмөр ба ПХБ сийлбэр
• батерей ба түүний USB холбогч (сонголттой)
• LM386 цахилгаан өсгөгч төхөөрөмж
• MCP4821 дижитал/аналог хөрвүүлэгч
• а LT1054 конденсаторыг хүчдэлийн хөрвүүлэгч
• LM317 тохируулгатай реулятор
• 7 TL081 OPAs (DIP-8)
• TL082 OPA (DIP-8)
• 2N5432 транзистор
• 1N4148 диод
• 17 10 µF туйлширсан конденсатор
• 1μF конденсатор
• 5 100nF конденсатор
• 680nF конденсатор
• 100 μF конденсатор
• 2.2 μF конденсатор
• 1000+µF туйлширсан конденсатор (жишээ нь 4400)
• 220 мкФ туйлширсан конденсатор
• 0.05 µF конденсатор
• 4100 Ом эсэргүүцэл
• 2.2kOhms эсэргүүцэл
• 10 кОм эсэргүүцэл
• 1470 Ом эсэргүүцэл
• 1.8kOhms эсэргүүцэл
• 1 1MOhm эсэргүүцэл
• 1 150 Ом эсэргүүцэл
• 4 1500 Ом эсэргүүцэл

Хүлээгдэж байснаас илүү олон бүрэлдэхүүн хэсэг хэрэгтэй байж магадгүй гэдгийг санаарай.

Энэ төслийг эхлүүлэхийн өмнө электроник, SoC дизайны талаархи анхан шатны мэдлэгтэй байхыг зөвлөж байна

Алхам 2: Худалдан авах зөвлөл

Одоо танд хэрэгтэй бүх зүйл байгаа тул худалдан авах самбарыг эхлүүлье. Микрофон нь ойролцоох дуу чимээг цуглуулдаг бөгөөд дараа нь үүнийг намжаахын тулд бага дамжуулагч шүүлтүүрээр шүүж (улмаар Шенноны теоремыг хүндэтгэдэг), үүнийг өсгөхөөс өмнө DE0-ээр бичдэг.

Хэрэв та Altium Design програм хангамжийг сайн мэддэг бөгөөд ПХБ -ийн сийлбэр хийх боломжтой бол дээрх зураг дээр үзүүлсэн схемийг хуулбарлаж, хоёр дахь зураг дээрх шиг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг байрлуулах хэрэгтэй. Үгүй бол та энэ хэлхээг талхны самбар дээр дахин үүсгэж болно.

Хоёр тохиолдолд хоёуланд нь Ом -д илэрхийлэгдсэн резисторуудын утга ба Фарадс дахь конденсаторын утгыг дараах байдлаар харуулав.

• R4: 2.2k
• R5: 10k
• R6 ба R7: 100
• R3: 470
• R1 ба R2: 18 (эдгээр резисторууд нь 2V байх ёстой гаралтын хүчдэлийг тохируулахад ашиглагддаг тул эдгээр утгууд таны хувьд арай өөр байж магадгүй юм)
• R8: 1.8k
• R9: 1 сая
• R10: 150
• R11, R12, R14 ба R15: 1.5k
• 12 -р сарын 1: 2.2µ
• 12 -р сарын 2: 100µ
• 12 -р сарын 3: 100н
• 12 -р сарын 4: 1µ
• Dec5, Dec6, Dec7, Dec8, Dec9, Dec10, Dec11, Dec12, Dec13, Dec14: 1µ
• Dec15: +1000µ (жишээ нь 4400)
• C1: 10µ
• C2: 1µ
• C3 ба C4: 100n
• C5: 1µ

Бид худалдан авах самбарыг дуусгасан!

Алхам 3: Аудио гаралтын самбар

Дуу бичлэг хийх чадвартай байх нь гайхалтай, гэхдээ тэдгээрийг дахин бүтээх нь бүр ч илүү дээр юм! Тиймээс танд дижитал/аналог хөрвүүлэгч, тэгшлэх шүүлтүүр, цахилгаан өсгөгч, чанга яригчаас бүрдсэн аудио гаралтын самбар хэрэгтэй болно.

Мэдээжийн хэрэг, та хэлхээг ПХБ дээр хуулбарлах боломжтой (мөн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хоёр дахь зурагт үзүүлсэн шиг байрлуулах) эсвэл талхны самбар дээр байрлуулж болно. Аль ч тохиолдолд конденсатор ба резистор хоёулангийнх нь утгыг энд харуулав.

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

Бид аудио гаралтыг дуусгасан тул програм хангамж руу шилжицгээе!

Алхам 4: Quartus төсөл

Энгийн хялбар болгохын тулд бид DE0-Nano-SoC-д багтсан CD-ROM-д оруулсан "миний анхны hps-fpga" төслөөс эхлэхээр шийдсэн. Та хийх ёстой зүйл бол энэ төслийг нээж, хэрэгслийн мөрнөөс "Платформ дизайнер" эсвэл "Qsys" програмыг ажиллуулж, дээрх төслийг дахин хуулбарлах явдал юм. Дараа нь дизайныг үүсгэж, Qsys -тай хөрвүүлээрэй (дэлгэрэнгүйг жагсаалтаас үзнэ үү).

Алхам 5: Сайхан амраарай

HDL файлуудыг үүсгэсэн бол та Quartus төслийг эхлүүлэх хэрэгтэй. Үүний тулд USB кабелийг DE0-Nano-Soc-ийн USB холбогч (JTAG) руу залгаарай. Дараа нь Хэрэгслүүд> Quartus дээрх програмчлалыг сонгоно уу. Авто илрүүлэх дээр дараад хоёр дахь сонголтыг сонгоно уу. Үүний дараа FPGA төхөөрөмжийг (хоёр дахь нь), дараа нь "Файлыг өөрчлөх" дээр дарж өмнө нь үүсгэсэн.sof файлыг сонгоно уу. Эцэст нь "Програм/Тохируулах" самбарыг дарж, "Эхлүүлэх" товчийг дарж файлыг эхлүүлнэ үү.

Эцэст нь DE0 санах ойд дараах C кодыг байршуулна уу. Үүний тулд Putty -ийг PC (Linux) дээр суулгаад Ethernet холболтоор дамжуулан USB кабелийг DE0 -ийн USB холбогч (UART) руу залгаарай. Putty -ийг 115200 -ийн өгөгдөл дамжуулах хурдтай, тэнцвэргүй, нэг битийн зогсолтгүй, урсгалыг хянах тохиргоогүйгээр ажиллуулж тохируулна уу. Үүний дараа IPv4 -ийн тогтмол хаягийг компьютерийн Ethernet порт руу оруулаад Putty бүрхүүл дээр "root" гэж оруулаад дараа нь "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" ба "нууц үг" -ийг оруулаад нууц үгээ оруулна уу. Компьютер дээрээ бүрхүүл нээгээд төслийн репозитор руу ороод "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/" гэж оруулна уу. Эцэст нь Putty бүрхүүл дээр "./myfirsthpsfpga" оруулна уу. Зугаацаарай!