差别
这里会显示出您选择的修订版和当前版本之间的差别。
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ext_piano [2017/08/29 22:23] group003 [FPGA逻辑实现] |
ext_piano [2021/09/13 22:51] (当前版本) gongyu |
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| + | |||
| ====== 电子琴扩展功能模块 ====== | ====== 电子琴扩展功能模块 ====== | ||
| {{ ::电子琴模块正面.jpg?400 |电子琴模块正面}}{{ ::电子琴背面.jpg?400 |电子琴模块背面}}\\ | {{ ::电子琴模块正面.jpg?400 |电子琴模块正面}}{{ ::电子琴背面.jpg?400 |电子琴模块背面}}\\ | ||
| <WRAP center 20%>**电子琴扩展功能模块实物图**</WRAP> | <WRAP center 20%>**电子琴扩展功能模块实物图**</WRAP> | ||
| ===== 板卡简介 ===== | ===== 板卡简介 ===== | ||
| - | STEP Piano Shield是STEP团队推出的可配合小脚丫多种底板使用的扩展板卡，可以让你尽情的的在电子琴上面进行演奏，当然，你也可以让其自动播放你想要的乐曲！ | + | STEP Piano Shield是STEP团队推出的可配合小脚丫多种底板使用的扩展板卡，可以让你尽情的的在电子琴上面进行演奏，当然，你也可以让其自动播放你想要的乐曲！\\ |
| - | ===== 模块划分 ===== | + | 板载资源：\\ |
| - | {{ ::模块划分.jpg?700 |}} | + | * 2个触摸传感器 CAP1188 |
| + | * 16个触摸pad（每个触摸芯片连接8个） | ||
| + | * 16个LED（每个触摸芯片驱动8个） | ||
| + | * 1个蜂鸣器（三极管驱动） | ||
| + | * 1个电源指示灯 | ||
| + | {{ ::模块划分.jpg?480 |}} | ||
| <WRAP center 15%>**电子琴扩展功能模块板载资源** </WRAP>\\ | <WRAP center 15%>**电子琴扩展功能模块板载资源** </WRAP>\\ | ||
| - | ===== 功能需求 ===== | + | ===== 硬件说明 ===== |
| - | + | ==== 结构框图 ==== | |
| - | * 通过"MODE"触摸按键可切换为“播放模式”或者“演奏模式” | + | {{:pianoshield框图.png?600|}} |
| - | * 演奏模式：按下触摸按键使蜂鸣器发出对应音效 | + | ==== 接口 ==== |
| - | * 播放模式：通过蜂鸣器播放乐曲，并通过“上一曲”“下一曲”按键实现乐曲切换。 | + | Piano Shield与小脚丫核心板通过PCIe接口连接，这里只使用了PCIE接口的物理连接，与协议无关。\\ |
| - | + | {{:pianoshield接口原理图.png?240|}} | |
| - | ===== 器件选择 ===== | + | |
| - | + | ||
| - | ==== 总览 ==== | + | |
| - | | ^ 型号 ^ 厂商 ^ 封装 ^ | + | |
| - | ^ 触摸芯片 | CAP1188 | Microchip Technology | QFN24 | | + | |
| - | ^ 蜂鸣器 | DET402-G-1 | - | - | | + | |
| - | + | ||
| ==== 触摸芯片 ==== | ==== 触摸芯片 ==== | ||
| - | {{::cap1188效果图.png?200|}}\\ | + | 板上集成了两个电容触摸传感器CAP1188，每个传感器有8个独立通道，可检测PCB触控按键的输入，并驱动对应通道的LED。\\ |
| - | 触摸芯片选用了Microchip的CAP1188触摸芯片，单芯片具有8路触摸按键驱动以及与之对应的8个LED驱动，使用起来也十分方便；\\ | + | 主控制器可通过I2C总线读写CAP1188内部寄存器的值。触摸传感器还带有LED驱动，每一路对应一个LED，当检测到触摸时，LED被点亮。\\ |
| + | {{::cap1188效果图.png?120|}}{{::pianoshield触摸芯片原理图.png?600|}} | ||
| + | ==== 触摸PAD ==== | ||
| + | 在PCB上使用大块铜皮作为触摸用的按键，并对触摸PAD盖油以模拟钢琴黑白按键。\\ | ||
| + | {{:pianoshield触摸pad.png?200|}}{{:pianoshield触摸pad2.png?190|}}\\ | ||
| + | 板上一共16个PCB触控按键，每个CAP1188连接8路，其中13个键来表示钢琴的大字组键，CDEFGABC代表音符do re mi fa so la si do，另外3个键是功能键，MODE键可以切换弹奏模式和播放模式；UP键用来在播放模式下切换上一首乐曲；Down键用来在播放模式下切换下一首乐曲。\\ | ||
| + | {{:pianoshield触摸pad3.png?300|}} | ||
| ==== 蜂鸣器 ==== | ==== 蜂鸣器 ==== | ||
| - | {{::111.jpg|?180}}\\ | + | 蜂鸣器选用3*4.5*1.9mm贴片超小型无源蜂鸣器，并使用NPN三极管驱动。\\ |
| - | 蜂鸣器选用了体积极小的封装，整体体积为4mm*3mm*1.9mm，并且在如此小的提及下，也能保证一定的音量。 | + | {{:pianoshield蜂鸣器.png?260|}}{{:pianoshield蜂鸣器原理图.png?240|}} |
| - | + | ||
| - | ===== 原理图说明 ===== | + | |
| - | + | ||
| - | {{ ::piano_原理图.png?800 |}} | + | |
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| - | ===== PCB布局布线 ===== | + | |
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| - | {{ ::piano_shield_pcbv1.23dtop层.png?500 |}}{{ ::piano_shield_pcbv1.23dbottom层.png?500 |}} | + | |
| - | + | ||
| - | {{ ::piano_shield_pcbv1.2top层.png?500 |}}{{ ::piano_shield_pcbv1.2bottom层.png?500 |}} | + | |
| - | + | ||
| - | + | ||
| - | ===== 板卡尺寸 ===== | + | |
| - | {{ ::step_pcie_card截图.png?800 |}} | + | |
| - | ===== 板卡调试 ===== | + | |
| - | 该板卡主要调试结果如下：\\ | + | |
| - | 1.可由蜂鸣器播放乐曲；\\ | + | |
| - | 2.可由触摸按键进行对应频率输出；\\ | + | |
| - | ===== FPGA逻辑实现 ===== | + | |
| - | ===功能结构=== | + | |
| - | \\ | + | |
| - | {{::mode.jpg?200 |}} | + | |
| + | ---- | ||
| + | 更详细的硬件电路请参考文档原理图 | ||
| + | ---- | ||
| + | ===== 管脚对应表 ===== | ||
| + | {{:pianoshield管脚对应图.png|}} | ||
| + | ===== 使用实例 ===== | ||
| + | === 功能描述 === | ||
| * 通过"MODE"触摸按键可切换为“播放模式”或者“演奏模式” | * 通过"MODE"触摸按键可切换为“播放模式”或者“演奏模式” | ||
| * 演奏模式：按下触摸按键使蜂鸣器发出对应音效 | * 演奏模式：按下触摸按键使蜂鸣器发出对应音效 | ||
| * 播放模式：通过蜂鸣器播放乐曲，并通过“上一曲”“下一曲”按键实现乐曲切换。\\ | * 播放模式：通过蜂鸣器播放乐曲，并通过“上一曲”“下一曲”按键实现乐曲切换。\\ | ||
| + | === 相关知识点 === | ||
| + | * [[智能接近系统设计|FPGA驱动I2C总线设备举例]] | ||
| + | * [[蜂鸣器模块|FPGA驱动蜂鸣器举例]] | ||
| + | ===功能结构=== | ||
| + | {{ :mode.jpg?200 |}} | ||
| + | === FPGA模块划分 === | ||
| + | {{ :小钢琴硬件总体结构.png?300 |}} | ||
| + | === 演示程序 === | ||
| + | 演示程序有两个Lattice MXO2和Intel MAX10两个版本，请根据自己使用的FPGA型号选择。\\ | ||
| + | * {{::pianoshield-lattice-mxo2.zip|}} | ||
| + | * {{:pianoshield-altera-max02.rar|}} | ||
| + | ===== 相关文档 ===== | ||
| + | Piano Shield 使用手册：{{::pianoshield使用手册v1.0.docx|}}\\ | ||
| + | Piano Shield 硬件手册：{{::用户硬件手册.docx|}}\\ | ||
| + | Piano Shield 原理图：{{::music_buzzer_v1.2原理图.rar|}}\\ | ||
| + | Piano Shield PCB:{{::music_buzzer_v1.2pcb.rar|}}\\ | ||
| + | PCIE Card 尺寸图：{{:step_pcie_card_.pdf|}}\\ | ||
| + | 触摸按键驱动芯片CAP1188数据手册:{{::cap1188_.pdf|}}\\ | ||
| - | === 硬件结构 === | ||
| - | {{:小钢琴硬件总体结构.png?400 |}} | ||
| - | === FPGA模块划分 === | ||
| - | FPGA内部电路设计 | ||
| - | ===== 测试报告及说明 ===== | ||
| - | ===== 相关文档 ===== | ||
| - | 触摸按键驱动芯片CAP1188数据手册:{{::cap1188_.pdf|}}\\ | ||
| - | PCIE Card 尺寸图：{{:step_pcie_card_.pdf|}}\\ | ||
| - | Piano Shield PCB:{{::music_buzzer_v1.2pcb.rar|}}\\ | ||
| - | Piano Shield 原理图：{{::music_buzzer_v1.2原理图.rar|}} | ||