Metrônomo CPE 133: 3 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-13 06:58

Para o nosso projeto final na Cal Poly, criamos um dispositivo de controle de ritmo chamado metrônomo. Escolhemos este projeto por causa de um interesse musical e design digital. Usamos laboratórios anteriores no CPE 133 para ajudar a projetar nosso código e tutoriais online para auxiliar na construção do circuito de LED na placa de ensaio.

Etapa 1: Arquitetura do Sistema

Implementamos esse projeto usando uma placa FPGA Basys 3, placa de ensaio, LEDs, resistores e jumpers para conexão.

O objetivo deste projeto é aumentar e diminuir a taxa na qual o LED pisca para frente e para trás. O ritmo em que eles estão piscando é chamado de tempo. O tempo desejado foi alcançado usando os botões na placa Basys 3 FPGA para aumentar ou diminuir o tempo da luz.

Se o botão para cima for pressionado, a velocidade das luzes aumentará, se o botão para baixo for pressionado, a velocidade diminuirá.

Etapa 2: Arquitetura do Circuito

Arquitetura do sistema: Botão de-bounce: Implementamos um botão de-bounce no circuito para garantir que, quando clicamos em um botão, o andamento aumenta em um intervalo. Sem o de-bounce, um único toque no botão aumentaria com a frequência do relógio.

Tempo Changer: O tempo changer foi usado para aumentar ou diminuir o valor MAX_COUNT usado pelo divisor de clock para controlar a saída de clock que aciona o LED.

Registro: Um registro foi usado para manter os valores de nosso novo MAX_COUNT que foi gerado pelo alterador de tempo. Um CLR foi adicionado ao registro para redefinir o MAX_COUNT para um valor correspondente a uma frequência de relógio de 1 segundo.

Divisor de relógio: Um divisor de relógio é usado para desacelerar os pulsos do relógio da placa BASYS 3, isso é feito dividindo a frequência do relógio pelo valor MAX_COUNT que foi alterado no modificador de tempo.

Registro de deslocamento: um registro de deslocamento de 4 bits modificado foi usado para emitir um valor '1' ou alto para nosso circuito de LED na placa de ensaio na borda ascendente do pulso de clock. Com 4 LEDs na placa de ensaio, fomos capazes de produzir apenas 1 dos 4 LEDs por vez, em sucessão, fazendo uma sequência de 4 batidas repetida. O registro de deslocamento foi modificado de modo que a saída de 4 bits contivesse apenas 1 valor alto, ou seja, "0001" ou "0100".