#第四届立创大赛#波表合成八音盒 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 #第四届立创大赛#波表合成八音盒

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开源协议: CC-BY 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2019-09-15 21:16:38
更新时间: 2023-03-29 16:59:57
描述
【请在报名阶段填写 ↓】 本作品采用波表合成(WaveTable Synthesis)的方法播放曲谱,采用Cortex M0+的MCU,对程序进行了高度优化,达到了了20复音数,32khz采样率,16bit波表样本的性能。 【请在竞赛阶段填写 ↓】 *  一、作品详情; 波表合成即取样,存贮为一个波表文件,重播时根据音乐文件记录的乐曲信息向波表发出指令,从表格中,逐一找出对应的声音信息,经微处理器或PC系统的CPU合成,加工后放出来。传统上该操作在高性能的平台实现,如ASIC,DSP,PC等。作品旨在低性能的MCU上实现实时性极高的波表合成功能,所以关键部分程序使用汇编完成以达到最优的执行速度。         作品具有传统八音盒的音色,使用了分段采样,对于不同的音高的发声有更好的表现。板载的MCU具有128K FLASH,除了程序和波表之外,可以存储近25首平均10分钟的乐曲。同时提供了midi文件转乐曲镜像的工具,可以任意定制乐曲内容。该作品还具备音量调节,乐曲导航和音频可视化功能,具有很高的实用性。硬件支持USB接口更新内部的曲谱镜像。 *  二、描述作品所面临的挑战及所解决的问题; 波表合成具有较高的实时性,即每1/32000s要更新20个发音单元的参数并混音,所以关键部分使用汇编完成,调试相对困难。 *  三、描述作品硬件、软件部分涉及到的关键点; 核心MCU选用了NV32F100,FLASH容量大且PWM可以大电流输出,能直接带动扬声器。作为一件DIY作品SOP16也更容易焊接。同时该MCU为2.7~5.5v宽电压产品,可以直接用普通的AA电池供电。USB接口使用CH330N,引脚少方便易用。固件使用前后台构架,定时器中断实时进行波表合成。同时还设计了专用的midi转曲谱数据的工具软件,具有智能移调功能,使得乐器的音域经可能符合八音盒的音域。 *  四、作品材料清单; 详见附件 BOM\_\#第四届立创大赛\#波表合成八音盒\_20190921170139\.csv。 *  五、作品图片上传;(PCB上须有大赛logo标识并拍照上传,若无视为放弃参赛) ![DSC_0066.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/V7Wn1rpLEphl2xNFKPit519vRRLd0XD0ntoaXJrH.jpeg) ![DSC_0067.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/gzTfYT3UxtwTYOd8gMa39tdgPtr9RZojOs6qdWb9.jpeg) *  六、演示您的作品并录制成视频上传;(视频内容须包含:作品介绍;功能演示;性能测试;PCB上大赛logo标识特写镜头,若无视为放弃参赛) 请参看: [https://www.bilibili.com/video/av68526732/](https://www.bilibili.com/video/av68526732/) 七、开源文档。 固件请参考:[https://github.com/eeyrw/music-box-nv32](https://github.com/eeyrw/music-box-nv32) midi转曲谱镜像工具请参考:[https://github.com/eeyrw/midi-to-hex/tree/new-midi-to-hex](https://github.com/eeyrw/midi-to-hex/tree/new-midi-to-hex) 附件有编译好的hex和bin文件,直接可以烧录使用。关于NV32F100的烧录参看:[http://bbs.21ic.com/icview-1639052-1-1.html](http://bbs.21ic.com/icview-1639052-1-1.html) [midi-to-hex-example.zip](https://diy.szlcsc.com/attachments/2019/9/8N5OOaD1TtLwPCNVuQte9pbuYcnuiUkewDchE1qa.zip)为针对Windows平台编译好的曲谱转镜像工具,可以参看内部readme得到曲谱镜像文件。
设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
未生成预览图,请在编辑器重新保存一次
ID Name Designator Footprint Quantity
1 100nF C7,C1,C6,C5 0805 4
2 1TS002E-2600-2500 RST_KEY,USER_KEY_1,USER_KEY_2 KEY-TACT-SMD-6.1*3.7*2.5 3
3 Speaker SPK PCB_MOUNT_SPEAKER_30MM 1
4 3R R3,R1 0805 2
5 NV32F100FS16 U2 SOP-16_LS6.0-L10.0-W3.9-PI1.27-BL 1
6 U-F-M5DW-Y-2 USB-SER1 U-F-M5DW-Y-2 1
7 SS12-LTP D2,D1 SMA(DO-214AC) 2
8 TP_GND TP_GND TESTPIN 1
9 TP_VCC TP_VCC TESTPIN 1
10 1k R2,R7,R9 0805 3
11 1uF C3 0805 1
12 17-21/GHC-XS1T2M/3T INDICATOR,USB_POWER LED-0805 2
13 17-215UYC/S530-A3/TR8 POWER LED-0805 1
14 CH330N U3 SOP-8_150MIL 1
15 XH2.54-4AW CN1 XH2.54-4AW 1
16 10K R11,R8,R10,R4 0805 4
17 B503 POT1 B503_PCB 1
18 SS-12F44-G5 SW1 SW-DIP-12.1X5.6 1
19 MF-PSMF035X-2 F1 0805 1
20 AA_BATT_BOX BT1 AA_BATT_BOX_59MMX33MM 1

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