用Arduino Nano構(gòu)建一個(gè)SN76489 USB MIDI合成器

描述

本教程參加了“樂器大賽”，如果您喜歡，請(qǐng)為它投票。

曾經(jīng)想根據(jù) 80 年代的舊芯片曲調(diào)構(gòu)建自己的合成器嗎？播放簡單的復(fù)調(diào)曲調(diào)，聽起來就像這些舊的 Sega Master System 和 Megadrive 視頻游戲聽起來像？

我有，所以，我從 ebay 訂購了一些 SN76489 芯片和一個(gè) MIDI 主機(jī)接口并試了一下。好吧，對(duì)我來說，這不是在公園里散步，但是，我很享受每一刻。

首先，我學(xué)會(huì)了如何直接連接 SN76489 并用它制造一些噪音。這有一些令人困惑的元素，但是在 The Oddbloke Geek Blog 和其他一些示例的幫助下，連同芯片規(guī)范文檔，我能夠開發(fā)一個(gè)簡單的 arduino 庫。

接下來，我必須學(xué)習(xí)如何將 MIDI 鍵盤與 USB 迷你主機(jī)屏蔽連接。這并不難，因?yàn)橛幸恍┛捎玫奈臋n，并且存在帶有清晰示例的好的庫。

一旦我了解了如何控制芯片以及如何連接我的 USB MIDI 鍵盤，剩下要做的就是編寫一些代碼，將所有這些封裝在一起，并允許我使用鍵盤來控制芯片。

在此過程中，我了解到頻率低于我嘗試為 0x2f MIDI 音符生成的聲音聽起來不正確，因此，我決定使用它來允許為 0x28 和 0x2f 之間的任何 MIDI 音符發(fā)送噪音到噪音發(fā)生器并且還允許播放帶有東方阿拉伯風(fēng)格的音符，用于低于 midi 0x28 的任何內(nèi)容。

回顧過去，構(gòu)建起來非常有趣且非常有趣。

我希望你和我一樣覺得它有趣有趣，如果你自己建造一個(gè)，你會(huì)很樂意分享一些照片。

如果您喜歡這個(gè)項(xiàng)目，請(qǐng)?jiān)谙路綖樗镀?，以幫助贏得它參與的比賽。

補(bǔ)給品：

1 x 性能板 |?

1 x arduino nano |?

1 x USB 迷你屏蔽 |?

1 x SN76489 聲音芯片 |?

1 個(gè)移位寄存器 595 |?

1 x 4MHz 晶振 |?

1 x 5V 穩(wěn)壓器 7805 |?

1 x 穩(wěn)壓器散熱器 |?

3 x 10uF 電容器 |

電線|

1 x 紅色 LED 電源 |

1 x 220 ohm 電阻器，用于限制 LED 電流 |?

1 x 12v 電源連接器 |?

1 個(gè)開/關(guān)開關(guān) |?

一個(gè)合適的盒子（我用一個(gè)在我的儲(chǔ)藏室里放了多年的舊抽屜做了我的）

第 1 步：準(zhǔn)備 USB Mini Host Shield 以驅(qū)動(dòng) 5V Midi 設(shè)備

由于 USB mini host shield 工作在 3.3V，而我使用的 USB midi 鍵盤需要 5V，所以需要通過切斷連接到 USB out Vcc 的 3.3V 線來調(diào)整 shield 的輸出電壓，所以，我們以后可以連接它至 5V。

有很多關(guān)于如何做到這一點(diǎn)的教程，結(jié)果很簡單：

只需切斷 2k2 電阻和 Vcc 線之間的線（見附圖）。我用螺絲刀刮了這條線，并測試了它是否與連續(xù)性計(jì)一起使用。

第 2 步：將 USB Mini Shield 與您的 Arduino Nano 連接

幸運(yùn)的是，有很多關(guān)于如何做到這一點(diǎn)的信息，所以，通過谷歌搜索“Arduino Nano 和 mini USB 主機(jī)屏蔽”，我登陸了這個(gè)線程https://forum.arduino.cc/index.php?topic=603476.0

它描述了如何連接 USB mini v2.0 擴(kuò)展板，在遵循它之后，我直接測試了一些 USB MIDI 示例。

接線：

Arduino主機(jī)盾

10--------------5

11--------------6

12--------------7

13--------------8

2----------------2

5V--------------1

3.3V------------9

接地-----------3

RST------------4

在這個(gè)線程中，還提到他們切斷了 3.3V 引線，以便 USB 可以從 VBUS 獲得 5V。

此描述和隨附的圖像來自此線程。

順便說一句，這個(gè)板上的印刷品有一個(gè)錯(cuò)誤，所以這有點(diǎn)令人困惑，但是，你可以看到我對(duì)此的反饋 (tyrkelko) 以及我從哪里學(xué)到的。

第 3 步：籌碼有人嗎？添加具有 4MHz 振蕩器的 SN76489。和 595 移位寄存器

現(xiàn)在是時(shí)候添加產(chǎn)生這種驚人聲音的芯片了。

我已經(jīng)開發(fā)了一個(gè)庫來將 arduino 與這個(gè)芯片連接起來，并且只需要按照我的說明進(jìn)行操作。

該庫在 GPLv3（我的第一個(gè)開源版本）下在 github 上發(fā)布。

https://github.com/tyrkelko/sn76489

76489 和 595 的連接如從庫 readme.txt 文件中捕獲的隨附圖像中所示

76489 的低電平寫入啟用 (NotWE) 與 nano 的引腳 3 連接，可以在代碼中更改。

#define PIN_NotWE 3

595 與 nano 的連接方式如下，也可以通過編輯引腳號(hào)進(jìn)行調(diào)整：

#define PIN_SER 7

#define PIN_LATCH 6

#define PIN_CLK 5

我使用的振蕩器是一個(gè)有 4 條腿的 4MHz 晶體振蕩器。

它在代碼中配置如下，您可以將其值調(diào)整為 500kHz 和 4MHz 之間的任何振蕩器頻率：

#define 頻率 4000000.0

連接我使用的振蕩器如下：

引腳 1 - 未連接

引腳 7 - 接地

引腳 8 - 連接到 76489 引腳 14 - 時(shí)鐘 osc

第 4 步：只需添加代碼 - 添加庫、編譯和上傳代碼

本項(xiàng)目中用到的庫需要添加到 Arduino IDE 中，如下：

打開 Arduino IDE

將以下庫下載到 IDE 的庫文件夾中（希望很快能在 IDE“工具”菜單的“管理庫...”菜單下看到這些）：

https://github.com/felis/USB_Host_Shield_2.0

https://github.com/tyrkelko/sn76489

使用以下 github 項(xiàng)目中的代碼：

https://github.com/tyrkelko/usb_midi_tone

下載 usb_midi_tone.ino，編譯并上傳到您的 Arduino nano。

第 5 步：連接放大器和揚(yáng)聲器，連接 USB Midi 鍵盤并進(jìn)行測試

現(xiàn)在是時(shí)候測試一切是否正常了。

為此，我們需要：

1.放大器和揚(yáng)聲器

2. USB MIDI 鍵盤

將 SN76489 引腳 7（音頻輸出）連接到放大器音頻輸入。

給放大器加電，然后給 arduino nano 加電。您現(xiàn)在應(yīng)該能聽到一秒鐘的開機(jī)測試聲音。

連接 USB MIDI 鍵盤并測試。

如果一切正常，您應(yīng)該可以同時(shí)播放 3 種音調(diào)，還可以播放 8 種噪音，甚至是 24 EDO-Scale 的四分之一音。

如果它不起作用，請(qǐng)檢查步驟以查看可能出了什么問題。

如果您覺得這是由于說明不明確造成的，請(qǐng)給我留言，以便我更新說明以修復(fù)它。

第 6 步：使用 5V 穩(wěn)壓器、12V 連接器、電源開/關(guān)開關(guān)和電源 LED 完成電路

在這一步中，您應(yīng)該能夠在測試電路工作正常后將其包裝起來。

1.添加一個(gè)LM7805和兩個(gè)10uF電容和0.1uF的電源調(diào)節(jié)器。有很多關(guān)于這方面的教程，

2. 添加一個(gè) 12V 電源連接器，Vcc 通過開/關(guān)開關(guān)連接

3. 增加一個(gè)帶限流電阻的LED，用于指示何時(shí)上電。

第 7 步：裝在盒子里，上色并享受您的新合成器

一旦電路經(jīng)過測試并按照您的喜好工作，除了建造一個(gè)漂亮的外殼，用令人敬畏的顏色涂上它并播放一些音樂之外，沒有什么可做的了。

我希望您喜歡閱讀本教程，并且它啟發(fā)了您構(gòu)建自己的合成器或開始您正在從事的另一個(gè)項(xiàng)目。

如有任何問題，請(qǐng)?jiān)谙旅姘l(fā)表評(píng)論，如果您根據(jù)本教程構(gòu)建了類似的東西，如果您能在“我做了這個(gè)！”中分享您所做的，那就太好了。區(qū)域或反饋部分。

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