DSPic VU-Metre

Vu metre projesinde DSPic33FJ12GP202 mikrodenetleyicisi, 48 kHz örnekleme frekansı ve en az 16b bit genişliği (sağ ve sol kanal) ile bir I2S sinyalinin kodunu çözer. Ayrıca, denetleyicide sinyal işleme işlevleri uygulanır ve LED sütunu için bir veri akışı oluşturabilir. Sinyali işleyebilmek için onu biraz değiştirmek gerekir. İşleme sırasında, iki kutuplu bir sinyale sahip olmak gerekli değildir, yalnızca pozitif yarı yeterlidir veya sinyal, sanki sinyalin mutlak değerini üretecekmiş gibi tam bir köprüden yönlendirilebilir.

Vumetre projesine ait kaynak DSPic33FJ12GP202 yazılımı, vu metre hesaplaması için .xlsx dosyası, VU metre ölçüm seviyelerini dönüştürmek araç, Matlab, c++ dosyaları ve Eagle Cad PCB şema çizimleri var.

• .m dosyaları matlab dosyalarıdır, ver. 2009b
• PC yazılımı code blocksda yazılmış ve test edilmiştir.
• DSPic yazılımı MPLAB IDE v8.60’ta yazılmış ve derlenmiştir. Optimize kapatılmalıdır!!!
• Baskılı devre, Eagle Sürüm 5.11.0’da oluşturulmuştur.

Bununla birlikte, LED sütununun sinyalin frekansına değil, müziğin temposuna (ortalama sinyal gücü) sıçraması için bu sinyalin yine de yumuşatılması gerekir. Düşük tonlarda, düzeltilmiş sinüs sinyalinin seyri, tüm LED sütununun yanıp sönmesi olarak görülebilir (maks’tan min’e çok hızlı seyir). LED sütunları da çoklanmış olsaydı, durum tüm işitilebilir bant boyunca farklı ses sinyali frekansı ve çoklama frekansı kombinasyonlarıyla bile tekrarlanırdı (tipik olarak yanlış tasarlanmış bir dijital VU-metre örneği). Sonuç olarak, cihazın kullanımı zor olacaktır ve profesyonel kullanım için hiç de uygun olmayacaktır.

.

Sayıların kayan nokta gösterimi kullanıldığında filtrenin yazılması karmaşık değildir. Ancak günümüz mikrodenetleyicilerinde donanımsal FPU bulunmamakta, sadece yazılımsal olarak kayan nokta ile çalışabilmektedirler. Bu nedenle, hesaplama çok zor olacaktır. Bununla birlikte, böyle bir filtre, biraz karmaşıklık pahasına bir tamsayı olarak da uygulanabilir. Filtrenin (0-1) arasında bir katsayısı olmalıdır. 0.85 bir tamsayı değeri ile nasıl çarpılır? Çözüm, kullanılan sayıların ölçeklendirilmesindedir. 0.85’in çarpımı x⋅85/100 yapılabilir. Ancak (herhangi bir sayıya göre) bölmek bile oldukça zor bir iştir.

Bu nedenle, n’nin pozitif bir tam sayı olduğu 2n’ye bölmek iyidir. Daha sonra 0,85 oluşturulabilir, örn. x⋅870/1024 (0.849609) veya ayrıca x⋅3481/4096 (0.849854) vb. Katsayının ne kadar kesin olmasını istiyorsak, o kadar çok ölçekleme yapılması gerektiği görülebilir, bu da sınırlara veya yanlışlıklara yol açabilir. Çözüm, geniş kapasiteli bir mikro denetleyici ve DSPic33xxx serisinden bazı mikro denetleyicilerde olan bir MAC (çarpma biriktirme) komutudur.

DSPic serisi mikrodenetleyiciler 16-bit mikrodenetleyicilerdir ve 40-bit toplayıcılar, 16b x 16b çarpan, 32/16 bölücü, 40b + 40b toplayıcı, 40b varil değiştirici ve diğer faydalı donanım uygulamalı blokları içeren bir DSP içerir. Bu donanımın yardımıyla, MAC (çarpma biriktirme) gibi bir komut, saat sinyalinin tek bir döngüsünde yürütülebilir. Bu aileye ait mikrodenetleyicilerin 40 MHz’de 40 MIPS (teorik olarak 40M MAC/s) hızında çalışabileceğini de eklemek gerekir.
40b yardımıyla, sinyal daha sonra çok hassas bir şekilde çarpılabilir.

Donanım iki devre kartından oluşur. Biri mikrodenetleyicili bir kontrol kartı, diğeri ise LED’leri ve onlar için sürücüleri olan kart.
DSPIC33FJ12GP202 mikrodenetleyici, kontrol kartı üzerinde çalışır. Kart, bir MLW konnektörü ile hem AD dönüştürücüye hem de LED sütununa bağlanır. AD dönüştürücü konektöründen güç alır. I2S 24b 48 kHz formatında sayısallaştırılmış ses sinyali de bu konektörden beslenir. LED sütununu bağlamak için MLW konektör çeşitleri kullanılır. Mikrodenetleyici, LED sütununa SPI protokolünü kullanarak, her zaman 3×8 bit (kanal başına 12 LED) 9.216Mb/s (36.864/4) hızında saniyede 100x veri gönderir. Çıkış konektörüne 3,3 V’luk bir besleme voltajı da sağlanır. Ancak LED kolonunun 5V’luk bir besleme voltajına ihtiyacı vardır. Bu voltaj, 3,3V → 5V dönüştürücü ile anahtarlanarak üretilebilir veya daha sonra kontrol kartından gelen güç kaynağını kullanmayın ve güç kaynağını LED kolonuna ayrı olarak bağlayın.

Kontrol kartı, 24.576 MHz frekanslı bir kristal içerir. Böyle bir frekans, AD dönüştürücü ile senkronizasyon için gerekli. İşlemcide, bu frekans daha sonra bir PLL aracılığıyla 36.864 MHz’e yükseltilir (AD dönüştürücünün frekansının tam olarak 3 katı). Dönüştürücünün 12.288MHz’lik saat frekansı da dönüştürücüden gelen konektöre bağlıdır, böylece kristali tamamen atlamak ve bu saat sinyaline bağlanmak mümkün olacaktır (36.864MHz, bir PLL kullanılarak da elde edilebilir). Bununla birlikte, geliştirme sırasında, kristalin ayrı olarak ve kart üzerinde olması daha kolay (denetleyicinin temel işlevlerini dönüştürücü olmadan doğrulamak için).

Kaynak: vutbr.cz

DSPic33FJ12GP202 dijital vu metre projesine ait tüm dosyalar;