CPE 133 Μετρονόμος: 3 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Για το τελευταίο μας έργο στο Cal Poly δημιουργήσαμε μια συσκευή διατήρησης ρυθμού που ονομάζεται μετρονόμος, επιλέξαμε αυτό το έργο λόγω ενδιαφέροντος μουσικής και ψηφιακού σχεδιασμού. Χρησιμοποιήσαμε προηγούμενα εργαστήρια στο CPE 133 για να βοηθήσουμε στο σχεδιασμό του κώδικα μας και διαδικτυακά σεμινάρια για να βοηθήσουμε στην κατασκευή του κυκλώματος LED στην πλάκα ψωμιού.

Βήμα 1: Αρχιτεκτονική συστήματος

Εφαρμόσαμε αυτόν τον σχεδιασμό χρησιμοποιώντας έναν πίνακα FPGA Basys 3, Breadboard, LED’s, Resistors και βραχυκυκλωτήρες για σύνδεση.

Ο σκοπός αυτού του σχεδιασμού είναι να αυξήσει και να μειώσει τον ρυθμό με τον οποίο το LED αναβοσβήνει μπρος -πίσω. Ο ρυθμός με τον οποίο αναβοσβήνουν ονομάζεται τέμπο. Το επιθυμητό τέμπο επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας τα κουμπιά στον πίνακα FPGA του Basys 3 για να αυξήσετε ή να μειώσετε το ρυθμό του φωτός.

Αν πατήσουμε το κουμπί επάνω, τα φώτα αυξάνονται σε ταχύτητα, αν πατηθεί το κουμπί κάτω, η ταχύτητα θα μειωθεί.

Βήμα 2: Αρχιτεκτονική κυκλώματος

Αρχιτεκτονική συστήματος: Κουμπί Αφαίρεση αναπήδησης: Εφαρμόσαμε μια αποπήδηση κουμπιού στο κύκλωμα για να διασφαλίσουμε ότι όταν κάναμε κλικ σε ένα κουμπί για να αυξήσουμε το ρυθμό κατά ένα διάστημα. Χωρίς την αναπήδηση, ένα μόνο πάτημα του κουμπιού θα αυξανόταν με τη συχνότητα του ρολογιού.

Tempo Changer: Το Tempo Changer χρησιμοποιήθηκε για να αυξήσει ή να μειώσει την τιμή MAX_COUNT που χρησιμοποιείται από το διαχωριστή ρολογιού για τον έλεγχο της εξόδου ρολογιού που οδηγεί το LED.

Εγγραφή: Ένας καταχωρητής χρησιμοποιήθηκε για να κρατήσει τις τιμές του νέου MAX_COUNT που εξήχθη από το ρυθμιστή ρυθμού. Προστέθηκε CLR στο μητρώο για επαναφορά του MAX_COUNT σε τιμή που αντιστοιχεί σε συχνότητα ρολογιού 1 δευτερολέπτου.

Διαχωριστής ρολογιού: Ένας διαχωριστής ρολογιού χρησιμοποιείται για να επιβραδύνει τους παλμούς ρολογιού της πλακέτας BASYS 3, αυτό γίνεται διαιρώντας τη συχνότητα του ρολογιού με την τιμή MAX_COUNT που έχει αλλάξει στον ρυθμιστή ρυθμού.

Shift Register: ένας τροποποιημένος καταχωρητής αλλαγής 4-bit χρησιμοποιήθηκε για την έξοδο '1' ή υψηλής τιμής στο κύκλωμα LED μας στο breadboard στην ανερχόμενη άκρη του παλμού ρολογιού. Με 4 LED στο breadboard, καταφέραμε να βγάλουμε μόνο 1 από τα 4 LED κάθε φορά, διαδοχικά, κάνοντας μια επαναλαμβανόμενη ακολουθία 4 ρυθμών. Ο καταχωρητής αλλαγής τροποποιήθηκε έτσι ώστε η έξοδος 4-bit να περιέχει μόνο 1 υψηλή τιμή, δηλαδή "0001" ή "0100."