Back

2011_P4

Viewing page version #6
(Restore this version) 

Modified: 6 April 2010, 4:01 PM   User: Mircea Moscalu  → MM

PROJECT NAME

Project Description

Proiectul de față realizează un instrument muzical extern (external device) care sa redea notele selectare intr-un player pe un calculator (Personal Computer).

Project Requirements

Pe post de instrument muzical se foloseste placuta EV-Z3 disponibila in platforma de laborator.

De la tastatura acestei placuțe utilizatorul iși construiește melodia care mai apoi va fi redată pe PC folosind conexiunea seriala.

La placa EV/Z3 utilizatorul va alege unul din cele 2 intrumente puse la dispozitie.

In pasul urmator utilizatorul va alege o gama (3 game pentru fiecare instrument - se pot folosi 3 butoane).

Pentru a canta utilizatorul va apasa tastele placii, fiecare tasta reprezentand o nota.

User Flow

Instrumentele alese de noi sunt chitară respectiv pian.

Prinicipiul dupa care se construieste o melodie este urmatorul:

  • Initial pe afisajul placutei va aparea un mesaj pentru alegerea instrumentului.
  • Utilizatorul va apasa o tasta pentru alegerea instrumentului:
    • 0- chitara
    • 1- pian.

Observatie!

Exista posibilitatea extinderii numarului de instrumente/

  • Mai departe, pe afisajul LCD al placii va aparea un mesaj in care se mentioneaza posibilitatea alegerii  gamei.
  • Utilizatorul va apasa o tasta pentru alegerea gamei:
    • 0 – gama 1
    • 1 – gama 3
    • 2 – gama 5

Observatie!

Exista posibilitatea cresterii numarului gamelor. S-au ales aceste game si acest numar pentru simplitate si in scop demonstrativ.

  • In urmatorul pas, utilizatorul poate canta apasand tastele corespunzatoare fiecarei note:
  • 0  - C = Do
  • 1 - D = Re
  • 2 - E = Mi
  • 3 - F = Fa
  • 4 - G = Sol
  • 5 - A = La
  • 6 - B = Si

Observatie!

Tasta 7 - reprezinta incheierea sesiunii de cantare a notelor

Tasta 8 - reprezinta alegerea schimbarii instrumentului

Tasta 9  - reprezina alegerea schimbarii gamei in caz ca se doreste ca nota urmatoare ce va fi cantata sa fie in alta gama decat cea curenta.

Modalitatea de redare se face prin transmitera de bytes ca mesaje MIDI prin conexiunea seriala dintre placa EV/Z3 si calculator si redarea acestora pe un player care suporta format MIDI.

Nota:

Formatul MIDI reprezinta un standard folosit in inter-comunicarea cu precadere dintre dispozitivele muzicale (software si/sau hardware).Acesta consta in instructiuni codificate sub forma de mesaje, astfel incat ele sa ajute la redarea melodiilor sau a fisierelor media fara a fi nevoie de  transferul acestor fisiere. Practic software-ul care primeste mesajul MIDI isi construieste singur sunetele pe baza instructiunilor primite.

Pentru mai multe informatii despre MIDI: www.midi.org

In continuare vom folosi urmatoarele mesaje pentru transmiterea notelor:

    1. Alegere Instrument:
      • Program Change Message (1100xxxx - mesaj trimis cand se schimba instrumentul  (Pian/Chitara)).
      • Numai un singur byte de date, celalalt este automat 0 (zero).

Status Byte

Data Byte (1)

Data Byte (2)

11000000(Canal 1)

00000001 (Pian)

00000000

11000000 (Canal 1)

00011001 (Chitara)

00000000

  1. Transmitere nota :
  • Note-on message (1001xxxx - mesaj transmis cand o nota este apasata  =  inceputul notei)

Status Byte

Data Byte (1)

Data Byte (2)

10010000(Canal 1)

0kkkkkkk

01000000(velocitatea)

 

 

 

 

  • Note-off message (1000xxxx - mesaj transmis cand o nota este eliberata  = sfarsitul notei)

Status Byte

Data Byte (1)

Data Byte (2)

10000000(Canal 1)

0kkkkkkk

01000000(velocitatea)

 

 

 

Observatie!

  • Transmiterea unei note care sa fie redata de un player  este echivalenta cu transmiterea unei perechi de mesaje Note-on Note-off,  adica a 6 bytes.
  • k k k k k k k = key (nota) - se regasesc in tabelul de mai jos in decimal.
  • Velocitatea = forta sau puterea sunetului (aleasa constanta).
  • xxxx0000 = LS Byte (ultimii 4 biti) reprezinta canalul 1 pe care se realizeaza conexiunea (in standardul MIDI se pot folosi 16 canale de transmisie simultan).

Gama

Nota

Decimal

Cod Binar (k k k k k k k)

1.

C = Do

36

0100100

D = Re

38

0100110

E = Mi

40

0101000

F = Fa

41

0101001

G = Sol

43

0101011

A = La

45

0101101

B = Si

47

0101111

3.

C = Do

60

0111100

D = Re

62

0111110

E = Mi

64

1000000

F = Fa

65

1000001

G = Sol

67

1000011

A = La

69

1000101

B = Si

71

1000111

5.

C = Do

84

1010100

D = Re

86

1010110

E = Mi

88

1011000

F = Fa

89

1011001

G = Sol

91

1011011

A = La

93

1011101

B = Si

95

1011111

.

Required components

Hardware:

  • Placuta EV/Z3
  • Personal Computer

Software:

  • Serial Midi Converter
  • Midi Player : Power Sequencer Plus

Software Design

Aplicatia contine 4 sectiuni importante.


Prima reprezinta partea de defintii si initializare:

#include "platform_io.h"

//sectiunea defineste diferite mesaje care vor fi afisate pe LED-ul placi Z3/EV pentru interactiunea cu utilizatorul

const char *alege="Alege instrumentul";

const char *alege_altul="Instrument invalid";

const char *nota="Alege nota:      ";

const char *gama="Alege gama:     ";

const char *nota_incorecta="Nota incorecta  ";

const char *canta= "Canta           ";

const char *alta_gama="Gama invalida:  ";

char *ShowChoice="I= ;G= ;Nota=   "; //element suplimentar pentru vizualizarea alegerilor

char *Visualization="                "; //element suplimentar pt reprezentarea notelor sub diverse forme

 

static SerialConfig serialConf;

unsigned char buffer[3];             //aici se pun cei trei bytes necesari playerului midi

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

int main()

{

//declararea de variabile locale

// x = retine tasta apasata de utilizator

// choice = selectia gamei. Valorile vor fi 1,2 sau 3. In functie de choice din vectorul Gama se vor construi notele

// instrument = valoarea intrumentului selectat: 1 sau 31

char x, choice = 0, Instrument = 0;

int note; //   valoarea intreaga a notei plaja conform tabelului de mai jos.

int bCorrectSelection = 0; //   indicativ boolean daca selectia a fost corecta sau nu

 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

 

//   Constants

//   constantele sunt definite conform protocolului descris mai sus.

int StatusByteProgramChange = 192; //11000000

int StatusByteNoteOn = 144; //10010000

int StatusByteNoteOff = 128; //10000000

int Velocity = 64;//01000000

int Pian = 1;

int Guitar = 31;

int Gama[3] = { 36, 60, 84};

 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

 

/* Serial Initialization */

serialConf.baudRate   = b9600;

serialConf.parity     = none;

serialConf.stopBits   = one;

serialConf.wordLength = eight;

 

kIo.SerialInit(&serialConf);

 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

 

Partea a doua este selectia instrumentului. Pentru selectarea unui instrument se va intra intr-un ciclu in care se va iesi doar daca utilizatorul introduce o valoare corecta: 0 sau 1 – bCorrectSelection = 1.

choose_instrument:

do

{

bCorrectSelection = 0;

kIo.DisplayString(alege);

//   readkey

x=kIo.ReadKey();

//   check selection

switch (x)

{

case 0: //   chitara

{

Instrument = Guitar;

bCorrectSelection = 1;

break;

}

case 0x0A: //   pian

{

Instrument = Pian;

bCorrectSelection = 1;

break;

}

case 1: //   keyboard

{

Instrument = 0;

bCorrectSelection = 1;

break;

}

default: //   daca se alege o tasta gresita, se afiseaza mesaj de eroare si se verifica o noua introducere de la tastatura

{

kIo.DisplayString(alege_altul);

kIo.Wait(1000);

break;

}

}

}while (bCorrectSelection == 0);

 

 

bCorrectSelection = 0;

//se va trimite pe portul serial mesaj de schimbare a instrumentului(program Change)

//send to serial port

if (x == 0 || x == 0x0A)

{

buffer[0] = StatusByteProgramChange;

buffer[1] = Instrument;

buffer[2] = 0;

}

//trimitere efectiva pe serial catre PC

kIo.SerialWrite(COM1, buffer, 3);

 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

 

Partea a treia reprezinta selectia gamei. Acelasi principiu ca in ciclul de mai sus, doar ca selectia se retine in variabila choice.

choose_scale:

//   choose major scale - same thing as above

do

{

bCorrectSelection = 0;

kIo.DisplayString(gama);

//   readkey

x = kIo.ReadKey();

//check selection

switch (x)

{

case 0: //scale 1

{

bCorrectSelection = 1;

choice = 1;

break;

}

case 0x0A: //scale 2

{

bCorrectSelection = 1;

choice = 2;

break;

}

case 1: //scale3

{

bCorrectSelection = 1;

choice = 3;

break;

}

default:

{

kIo.DisplayString(alta_gama);

kIo.Wait(1000);

break;

}

}

}while (bCorrectSelection == 0);

 

kIo.DisplayString(canta); //   mesaj de inceput al cantecului

 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

 

In ultima parte a codului se canta propriu zis. Se intra intr-un ciclu cat timp bCorrectSelection este 1. In functie de tasta apasata se construieste nota care este valoarea de inceput a gamei plus valoarea notei. Valorile notelor sunt de la 0 la 11.

do

{

bCorrectSelection = 0;

 

//   readkey

x = kIo.ReadKey();

//   check selection

switch (x)

{

case 0: //    Nota Do

{

note = Gama[choice - 1] + 0;

Nota ="DO ";

Visualization="_                ";

bCorrectSelection = 1;

break;

}

case 0x0A: //   Nota Re

{

note = Gama[choice - 1] + 2;

Nota ="RE ";

Visualization="_|              ";

bCorrectSelection = 1;

break;

}

case 1: //   Nota Mi

{

note = Gama[choice - 1] + 4;

bCorrectSelection = 1;

Nota ="MI ";

Visualization="_|_             ";

break;

}

case 0x0B: //   Nota Fa

{

note = Gama[choice - 1] + 5;

bCorrectSelection = 1;

Visualization="_|_|           ";

Nota ="FA ";

break;

}

case 2: //   Nota Sol

{

note = Gama[choice - 1] + 7;

bCorrectSelection = 1;

Visualization="_|_|_           ";

Nota = "SOL";

break;

}

case 0x0C: //   Nota La

{

note = Gama[choice - 1] + 9;

bCorrectSelection = 1;

Nota = "LA ";

Visualization="_|_|_|          ";

break;

}

case 3: //   Nota Si

{

note = gama[choice - 1] + 11;

bCorrectSelection = 1;

Visualization="_|_|_|_         ";

Nota = "SI ";

break;

}

}

// daca este corecta selectia, atunci se va afisa nota si se vor trimite pe portul serial cei trei bytes. De notat este faptul ca trebuie trimise 2 perechi de bytes: o pereche este note on si cea de-a doua note off. Delayul standard intre transmiterea celor doua mesaje este 50 milisecunde

if (bCorrectSelection)

{

//   show on LCD information about selection

//   "I= ;G= ;Nota=   ";

if (Instrument == 0)

kIo.DisplayString(Visualization);

else

{

if (Instrument == 31)

ShowChoice[3] = 'C';

else ShowChoice[3] = 'P';

 

if (choice == 1)

ShowChoice[6] = '1';

else if (choice == 2)

ShowChoice[6] = '3';

else

ShowChoice[6] = '5';

 

ShowChoice[13] = Nota[0];

ShowChoice[14] = Nota[1];

ShowChoice[15] = Nota[2];

kIo.DisplayString(ShowChoice);

buffer[0] = StatusByteNoteOn;

buffer[1] = note;

buffer[2] = Velocity;

kIo.SerialWrite(COM1, buffer, 3);

kIo.Wait(50);

buffer[0] = StatusByteNoteOff;

buffer[1] = note;

buffer[2] = Velocity;

kIo.SerialWrite(COM1, buffer, 3);

}

 

}

}while (bCorrectSelection != 0);

 

//daca selectia nu este o nota (tasta de la 0 la 6), atunci se testeaza ce tasta s-a apasat. Daca s-a apasat tasta 8, programul va sari la selectia gamei, daca s-a apasat tasta 8, se va selecta un nou intrument, altfel se iese din program.

if (x == 4)

goto choose_scale;

else if (x == 0x0E)

goto choose_instrument;

else

{

kIo.DisplayString("Aplicatia s-a terminat");

kIo.Wait(5000);

}

 

return 0;

}

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Results

O imagine de ansamblu a cum functioneaza proiectul, screenshoturi, filmulete cu proiectul functionand. Alte detalii care le credeti importante.

Download

Arhiva cu schema hardware + cod microcontroller + tot proiectul OpenWatcom.

Arhiva va contine 2 directoare (1 singur pentru proiecte doar software)

Hardware design - schema uC + codul folosit pentru a genera fisierul .HEX

Software design - template-ul Open Watcom folosit

Status

O pagina in care sa updatati saptamanal cum stati cu proiectul. Sa spuneti ziua in care ati realizat diferite componente

Eg

1 Mai - board finaly done

15 Mai - board working - starting to write EV/Z3 software part