ተወዳዳሪ የጩኸት ስርዓት 5 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:30

በዚህ ፕሮጀክት ውስጥ የተነደፈው ተወዳዳሪ የጩኸት ስርዓት በክልል እና በብሔራዊ የሳይንስ ጎድጓዳ ውድድሮች ውስጥ ከሚጠቀሙት የ buzzer ስርዓቶች ጋር በተመሳሳይ ይሠራል። ይህ ፕሮጀክት ለሦስት ዓመታት ከሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት የሳይንስ ጎድጓዳ ቡድኔ ጋር ባደረግሁት ተሳትፎ የተነሳሳ ነበር። እኛ ሁልጊዜ በ 5 ሰከንድ እና በ 20 ሰከንድ ሰዓት ቆልፍ የመቆለፊያውን የጩኸት ስርዓት እንደገና የመፍጠር ፍላጎት አለን።

በጩኸት ስርዓቱ ላይ የተወሰነ ዳራ ለመስጠት የሳይንስ ጎድጓዳ ሳህኖች ቢበዛ 8 ተጫዋቾችን (በ 8 የተለያዩ buzzers) ለማስገባት ፕሮግራም ተይዘዋል። አንዴ ጫጫታ ከተጫነ ፣ የመጀመሪያው ሰው ጥያቄውን የሚቀበለው ለማመልከት የመጀመሪያው ሰው ጫጫታ ይበራል። የተቀሩት ተጫዋቾች “ተቆልፈዋል” ማለት አወያዩው የጩኸት ስርዓቱን እስኪያስተካክል ድረስ ቡዛዎቻቸው ምላሽ አይሰጡም ማለት ነው።

አወያዩ ጥያቄዎቹን ካነበበ በኋላ በሰባቱ ክፍል ማሳያ ላይ የሚታየውን የመቁጠሪያ ሰዓት ቆጣሪ ለመጀመር አንድ አዝራር ይጫናል። ከ “መወርወር” ጥያቄ በኋላ ፣ አወያዩ ቁጥሩን ከ 5 ሰከንዶች ወደ ታች ለመጀመር ትክክለኛውን አዝራር መጫን ይችላል። ይህ በእንዲህ እንዳለ ፣ ከ “ጉርሻ” ጥያቄ በኋላ ፣ አወያዩ ቁጥሩን ከ 20 ሰከንዶች ወደ ታች ለመጀመር የግራ አዝራሩን መጫን ይችላል። ሰዓት ቆጣሪው ዜሮ ከደረሰ በኋላ የድምፅ ማጉያ ማጫወቻው ጊዜውን እንደጨረሰ ያመለክታል።

ስርዓቱን እና የቁጥር ቆጣሪውን ጊዜ ዳግም ለማስጀመር አወያይ የመካከለኛውን ቁልፍ መጫን ይችላል። የመቆለፊያ ዘዴን እና የተጫዋቹን ኤልኢዲዎች ዳግም ለማቀናበር ፣ ለአጫዋች 1 እና ለአጫዋች 2 መቀያየሪያዎቹ ዝቅተኛ መሆን አለባቸው።

ደረጃ 1: ቁሳቁሶች

የሚከተሉትን ያስፈልግዎታል:

• Basys3 ቦርድ (ወይም ተመጣጣኝ የ FPGA ቦርድ)
• ማይክሮ-ቢ ዩኤስቢ ገመድ
• ተናጋሪ (ተዘዋዋሪ ድምጽ ማጉያ ተጠቅሜያለሁ)
• 2 ሽቦዎች
• በ FPGA ላይ ለመተግበር ሶፍትዌር (ቪቫዶን እጠቀም ነበር)
• ተወዳዳሪ የ Buzzer ስርዓት ፋይል

ደረጃ 2 ጥቁር ሣጥን ንድፍ

የጥቁር ሳጥኑ ሥዕላዊ መግለጫ በዚህ የቢዝነስ ስርዓት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ ግብዓቶችን እና ውጤቶችን ያሳያል።

ግቤቶች ፦

ተጫዋች 1 ፣ ተጫዋች2 እነዚህ ግብዓቶች በ Basys3 ሰሌዳ ላይ ካሉ ሁለት መቀያየሪያዎች ጋር የተገናኙ ናቸው። ለምቾት ፣ የግራ እና የቀኝ መቀየሪያዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ።

ዳግም አስጀምር የመሃል አዝራሩ የዳግም አስጀምር አዝራርን ለመወከል ጥቅም ላይ ይውላል።

count_down_20_sec የግራ አዝራር የ 20 ሰከንድ የሰዓት ቆጣሪ ቁልፍን ለመወከል ጥቅም ላይ ይውላል።

count_down_5_sec የቀኝ አዝራር የ 20 ሰከንድ የሰዓት ቆጣሪ ቁልፍን ለመወከል ጥቅም ላይ ይውላል። ሁለቱም የ 20 ሰከንድ እና የ 5 ሰከንድ ሰዓት ቆጣሪ መጀመሩን ለማረጋገጥ የሰባቱ ክፍል ማሳያ ሰዓት ቆጣሪውን እስኪያሳይ ድረስ አዝራሩን ይያዙ።

CLK የ FPGA ቦርድ በ 10 ns ድግግሞሽ የሚሰራ ሰዓት ይፈጥራል።

ውጤቶች ፦

ድምጽ ማጉያ የድምፅ ማጉያው ውፅዓት ከውጭ ጫጫታ ወይም ድምጽ ማጉያ ጋር ተገናኝቷል። ተናጋሪውን ከ Basys3 ቦርድ JA pmod ወደቦች ጋር ማገናኘት ይኖርብዎታል። ይህ እርምጃ ከዚህ በታች ይብራራል።

speaker_LED ይህ ውፅዓት በቦርዱ መሃል ላይ ካለው LED ጋር የተገናኘ ሲሆን የ FPGA ተናጋሪው ውፅዓት ከፍተኛ በሚሆንበት ጊዜ ብቻ ይጠቁማል። ይህንን የውጭ ድምጽ ማጉያዎን ለመፈተሽ ሊጠቀሙበት ይችላሉ። አንዳንድ የፒሞድ ወደቦች በደንብ ላይሠሩ እንደሚችሉ ልብ ይበሉ ፣ ስለዚህ የተለያዩ ነገሮችን መሞከር እና ተናጋሪው በርቶ መሆን አለመሆኑን ለማረጋገጥ ኤልኢዲውን መጠቀም ይችላሉ።

መግለጫዎች ይህ ውፅዓት የአስርዮሽ ነጥቡን ጨምሮ በሰባቱ ማሳያ ላይ ከስምንቱ የግለሰብ ክፍሎች ጋር ተገናኝቷል።

DISP_EN ይህ ውፅዓት በሰባቱ ክፍል ማሳያ ላይ ከአራቱ አንዶች ጋር ተገናኝቷል።

player_LED ይህ ውፅዓት ከተጫዋቹ 1 እና ተጫዋች 2 መቀያየሪያዎች በላይ ከ LED ዎች ጋር የተገናኘ ባለ 2-ጥቅል ምልክት ነው። ተጓዳኝ መቀያየሪያውን የሚገለብጥ የመጀመሪያው ተጫዋች በ LED ይጠቁማል። ሁለቱም ኤልኢዲዎች በአንድ ጊዜ ላይ ሊሆኑ እንደማይችሉ ልብ ይበሉ።

ደረጃ 3 - የውጭውን ድምጽ ማጉያ ማገናኘት

የውጭውን ድምጽ ማጉያ ከ Basys3 ሰሌዳ ጋር ለማገናኘት ሁለቱን ሽቦዎችዎን ይውሰዱ እና ከላይ ባለው ምስል እንደተመለከተው ያያይ themቸው። ነጩ መስመር የተናጋሪውን አሉታዊ ተርሚናል በቦርዱ ላይ ካለው የመሬት ወደብ ጋር ያገናኛል። ቀይ መስመር የተናጋሪውን አወንታዊ ተርሚናል በቦርዱ ላይ ካለው የ JA10 pmod ወደብ ጋር ያገናኛል።

ከ JA1 እስከ JA10 ያለው ማንኛውም ወደብ እንዲሠራ የእገዳዎች ፋይል የተቀየሰ ነው። ሆኖም ፣ በቦርዱ ላይ ያሉ አንዳንድ ፒኖች ምላሽ የማይሰጡ ናቸው ፣ ስለሆነም JA10 የማይሠራ ከሆነ ሌሎቹን ወደቦች መሞከር ይችላሉ።

ደረጃ 4: መዋቅራዊ ንድፍ

ከላይ ያለው ምስል ዋናውን ሞጁል የሚያካትቱትን ሁሉንም ክፍሎች ጨምሮ የፉክክር ጩኸት ስርዓቱን መዋቅራዊ ንድፍ ያሳያል። የእነሱ መግለጫዎች እንደሚከተለው ናቸው

player_lockout_LED1 የተጫዋች መቆለፊያ LED ክፍል አንድ-ሙቅ ኢንኮዲንግ የሚጠቀም ውስን የስቴት ማሽን ነው። እሱ አራት ግብዓቶች አሉት - ተጫዋች 1 ፣ ተጫዋች 2 ፣ ዳግም ማስጀመር እና CLK። ባለ 2-ቢት የጥቅል ውፅዓት አጫዋች_LED ይ containsል። የተጫዋች_lockout_LED1 ክፍል ግብዓቶች እና ውጤቶች ሁሉም በቀጥታ ከዋናው ሞጁል ከተመሳሳይ ከተሰየሙ ግብዓቶች እና ውጤቶች ጋር በቀጥታ የተገናኙ ናቸው።

buzzer_tone1 የጩኸት ክፍሉ በዚህ መድረክ ላይ በተለጠፈው ኮድ ላይ የተመሠረተ ነው

stackoverflow.com/questions/22767256/vhdl-… ሆኖም ፣ እሱ በ 440 Hz (ማስታወሻ) ድግግሞሽ ቀጣይ ድምጽ ለማውጣት ተስተካክሏል። የነቃው ግብዓት የ down_counter_FSM1 አካል ውፅዓት ከሆነው ከ buzzer_enable ምልክት ጋር ተገናኝቷል።

clk_div1 የሰዓት መከፋፈያ ክፍሉ በፖሊ ሊራን ላይ የቀረበው የፕሮፌሰር ብራያን ሜሊ የሰዓት መከፋፈያ ስሪት ነው። ሰዓቱን ያዘገየዋል ስለዚህ የውጤት ጊዜው 1 ሰከንድ ነው።

down_counter_FSM1 ታች ቆጣሪ ወደ ዜሮ ለመቁጠር የተነደፈ FSM ነው። ሁለቱ ሊሆኑ የሚችሉ የመነሻ ጊዜዎች 20 ወይም 5 ናቸው ፣ ይህም በተጠቃሚው ግብዓት የተመረጠ ነው። ጊዜው ማለፉን ለማመልከት የሰዓት ቆጣሪው ዜሮ ሲደርስ ‹1 ›ን ያወጣል። ይህ ውፅዓት ለጩኸት ድምጽ አካል እንደ ማንቃት ይሠራል። ቆጣሪው እንዲሁ ወደ ክፍል ዲኮደር የተላከ 8 ቢት ቢሲዲ የሚልክ የ 8 ቢት የጥቅል ምልክት ያወጣል። ሌላ ውፅዓት ደግሞ በክፍል ዲኮደር ላይ ካለው ትክክለኛ ግብዓት ጋር የተገናኘው counter_on ነው።

sseg_dec1 ባለ ሰባት ክፍል ዲኮደር ክፍሉ በፖሊ ሊር ላይ የቀረበ ሲሆን በፕሮፌሰር ብራያን ሜሊ የተፃፈ ነው። በ down_counter_FSM1 የቀረበውን የ BCD ግብዓት ይጠቀማል ፣ እና በሰባቱ ክፍል ማሳያ ላይ የአስርዮሽ እኩልነትን ያወጣል። ቆጣሪው ሲበራ ፣ ትክክለኛው ግቤት ከፍተኛ ነው። ይህ ዲኮደሩ በሰባቱ ክፍል ማሳያ ላይ የአስርዮሽ ቁጥሩን እንዲያሳይ ያስችለዋል። ቆጣሪው ሲጠፋ ፣ ትክክለኛው ግቤት ዝቅተኛ ነው። የሰባቱ ክፍል ማሳያ ከዚያ አራት ሰረዝ ብቻ ያሳያል።

ደረጃ 5 - የመጨረሻ ግዛት ማሽን (ኤፍኤስኤም) ንድፍ

ለተገደበው የስቴት ማሽን የስሜታዊነት ዝርዝር ተጫዋች 1 ፣ ተጫዋች 2 ፣ ዳግም ማስጀመር እና ሰዓቱን ያካትታል። የ FSM ውፅዓት በ Basys3 ሰሌዳ ላይ ከሁለት LED ዎች ጋር የተገናኘ ባለ 2-ቢት ጥቅል ተጫዋች_LED ነው። የፊንቴንስ ግዛት ማሽን የሚከተሉትን ሶስት ግዛቶች ያሳያል-

ST0 የመነሻ ሁኔታ ነው። በዚህ ሁኔታ ሁለቱ ኤልኢዲዎች ጠፍተዋል። ሁለቱም ተጫዋች 1 እና ተጫዋች 2 ዝቅተኛ ከሆኑ FSM በዚህ ሁኔታ ውስጥ ይቆያል። ያልተመሳሰለ ዳግም ማስጀመር ሁኔታውን ወደ ST0 ያዘጋጃል። የአጫዋቹ 1 ማብሪያ ወደ ከፍተኛ ሲዋቀር ቀጣዩ ግዛት ST1 ይሆናል። የአጫዋቹ 2 መቀየሪያ ወደ ከፍተኛ ከተዋቀረ የሚቀጥለው ግዛት ST2 ይሆናል።

ST1 ተጫዋች 1 ኤልኢዲ የሚበራበት ሁኔታ ነው። FSM ለማንኛውም ግብዓት በዚህ ሁኔታ ውስጥ ይቆያል። ይህ ማለት የአጫዋቹ 2 መቀየሪያ ከፍ ካለ በኋላ የአጫዋቹ 2 መቀየሪያ ወደ ከፍተኛ ሲቀናበር እንኳን በ ST1 ውስጥ ይቆያል። የማይመሳሰል ዳግም ማስጀመር ብቻ ቀጣዩን ሁኔታ ወደ ST0 ማቀናበር ይችላል።

ST2 የተጫዋች 2 ኤልኢዲ ያለበት ሁኔታ ነው። ከ ST ጋር ይመሳሰላል ፣ ማጫወቻ 1 ማብሪያ / ማጫወቻው 2 መቀየሪያው ከፍ ካለ በኋላ ወዲያውኑ ወደ ከፍተኛ ሲቀናበር እንኳን FSM ለማንኛውም ግብዓት በዚህ ሁኔታ ውስጥ ይቆያል። እንደገና ፣ የማይመሳሰል ዳግም ማስጀመር ብቻ ቀጣዩን ሁኔታ ወደ ST0 ማቀናበር ይችላል።