Versuch 5: Melodie-Player
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- Gregor Kraus
- vor 7 Jahren
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1 Versuch 5: Melodie-Player Versuchsvorbereitung 1. (1 Punkt) Faktor für nächsten Halbton: Zwei Töne, die eine Oktave voneinander entfernt sind, unterscheiden sich durch den Faktor 2 in ihrer Frequenz. Eine Oktave besteht aus 12 Halbtonschritte, sodass der Faktor für einen Halbtonschritt sich zu 12 2 = bestimmt. Teilversuch 1: Notengenerator 5. Modifizierte Schaltung ton gen : Abbildung 0.1: Schaltungsdarstellung der modifizierten Datei ton gen 7. (2 Punkte) Visum des Betreuers 8. (1 Punkt) Schalterstellung für 310 Hz: Die Schalterstellung für 310 Hz ist Dies lässt sich auch rechnerisch ermitteln: Der Faktor zwischen 310 Hz und 130 khz beträgt ca Da durch das T-Flipflop im Tongenerator bereits die Frequenz halbiert wird, muss über die Schalterstellung nur noch eine Zahl von 209 vorgegeben werden. Dies entspricht der obigen Bitdarstellung. (1 Punkt) Entsprechender Ton: 310 Hz entsprechen ungefähr dem Ton dis1 bzw. es1. (1 Punkt) Schalterstellung für g2: Die Schalterstellung für den Ton g2 ist (1 Punkt) Entsprechende Frequenz: Der Ton g2 entspricht einer Frequenz von ca. 784 Hz.
2 Teilversuch 2: Tonleiter 10. Schaltung tonleiter : Abbildung 0.2: Schaltungsdarstellung der Datei tonleiter 12. (2 Punkte) Visum des Betreuers 13. (1 Punkt) Bitkombination für Ton g2: Der Ton g2 entspricht einer Frequenz von ca. 784 Hz. Dies entspricht der Schalterstellung (1 Punkt) Bitkombination für Frequenz 310 Hz: Die Bitkombination, um eine Frequenz von 310 Hz zu erhalten, lautet Schaltung tonleiter : Abbildung 0.3: Schaltungsdarstellung der Datei tonleiter
3 15. Wahl des Synchronzähler-Takts: Prinzipiell sind alle beliebigen Frequenz möglich. Allerdings sollte die Tonleiter nicht zu schnell ablaufen, damit die einzelnen Töne noch erkennbar sind. Daher ist eine Wahl des Frequenzteilers im Bereich von sinnvoll, dies ergibt eine Frequenz von 2,5 Hz. 17. (3 Punkte) Visum des Betreuers Teilversuch 3: Lautstärkenkontrolle 18. (2 Punkte) Grund für die Verwendung von Tri-State Nodes: Ist ein Tri-State Node nicht aktiv, so ist der Ausgang unbestimmt und hochohmig. Erst wenn der Tri-State Node aktiv geschaltet wird, liegt der Ausgang entweder auf 1 oder 0 (abhängig vom Eingang). Eine UND- Logik, welche eine ähnliche Funktion hat, würde jedoch im nicht-aktiven Zustand auch im Ausgang auf jeden Fall eine 0 ausgeben. Daher müssen Tri-State Nodes verwendet werden und keine anderen Logik-Bausteine. 19. (1 Punkt) Logikgleichungen: p = SW [5] SW [4] m = SW [5] SW [4] f = SW [5] SW [4] (1) 20. Schaltung vol ctrl : Abbildung 0.4: Schaltungsdarstellung der Datei vol ctrl 22. Schaltung tonleiter :
4 Abbildung 0.5: Schaltungsdarstellung der Datei tonleiter 23. (3 Punkte) Visum des Betreuers Teilversuch 4: Mehrstimmige Tonleiter 24. (1 Punkt) Faktor zur Reduzierung um vier Halbtöne: ( 12 Der Faktor zur Reduzierung um vier Halbtöne beträgt 2 4) 1 = 0, Schaltung tonleiter :
5 Abbildung 0.6: Schaltungsdarstellung der Datei tonleiter 26. (2 Punkte) Begründung: Da sich mit dem Block CLK DIV nur ganzzahlige Teiler realisieren lassen, könnte man die Tonfrequenz nicht nachträglich anpassen. Allerdings kann man die Steuerfrequenz aus der Oszillatorfrequenz durch Anpassung des Teilers entsprechend realisieren. 28. (3 Punkte) Visum des Betreuers Teilversuch 5: Melodie-Player 29. (1 Punkt) Aufgabe der D-Flipflops: Die D-Flipflops bilden den Zustandsspeicher des Tondauer-Automaten. 30. Schaltung melodie : Abbildung 0.7: Schaltungsdarstellung der Datei melodie
6 32. (3 Punkte) Visum des Betreuers 34. (2 Punkte) Visum des Betreuers
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