Skip to content

Latest commit

 

History

History
133 lines (99 loc) · 6.38 KB

README.md

File metadata and controls

133 lines (99 loc) · 6.38 KB

Autores

MID-Keyboard

Não é um dispositivo MIDI completo, mas utiliza conceitos semelhantes.

Projeto "Teclado MID"

Protótipo do Teclado MID

Sumário

  1. Introdução
  2. Funcionalidades Implementadas
  3. Descrição Técnica
  4. Conclusão
  5. Melhorias Propostas

Introdução

Nosso objetivo com o projeto foi expandir as funcionalidades do pianinho original, transformando-o em um teclado mais versátil e interativo. Para isso, implementamos diversas features que vão desde o mapeamento de frequências no formato MIDI, a adição de sustenidos, até a gravação e reprodução de sequências musicais.

Funcionalidades Implementadas

Mapeamento de Frequências Inspirado no Formato MIDI

  • Cada nota tocada no teclado é representada por uma mensagem no estilo do protocolo MIDI:
    • 4 bits para Frequência: Representa a nota específica (até 16 notas diferentes).
  • Esse mapeamento permite uma representação compacta e padronizada das notas, facilitando futuras integrações com sistemas MIDI.

Sistema de Loop com Gravação e Reprodução

  • O oitavo botão do teclado ativa o modo de gravação:
    • Ao pressionar o botão pela primeira vez, o sistema começa a gravar as mensagens MIDI geradas pelas notas tocadas.
    • Ao pressionar novamente, o sistema para a gravação e inicia a reprodução automática da sequência gravada.
  • Abaixo há um diagrama ilustrando a lógica de gravação e reprodução:
Lógica de Loop e Gravação
  • As mensagens são armazenadas em blocos registradores com uma taxa de amostragem específica. Isso significa que os eventos são registrados em intervalos regulares para garantir a precisão temporal durante a reprodução.

Identificação das Notas no Display de 7 Segmentos

  • As notas tocadas são identificadas e exibidas em tempo real no display de 7 segmentos.
  • Isso fornece feedback visual imediato ao usuário, mostrando qual nota está sendo tocada.
Snippet da conexão do display

Combinações de Notas com Multiplexador

  • Em vez de uma porta OR, foi implementado um multiplexador que permite duas ações simultâneas:
    1. A reprodução das notas previamente gravadas (quando o sistema está em modo de reprodução).
    2. Tocar novas notas em tempo real.
  • Dessa forma, é possível combinar sinais tanto do que foi gravado quanto do que o usuário está tocando no momento.

Botão como Switch

  • O botão 8 funciona como um switch e a lógica está inclusa internamente ao módulo FSM_Recorder:
    • Cada pressionamento alterna o estado lógico (IDLE ↔ RECORDING ↔ PLAYBACK).
    • Esse estado aciona o modo de gravação/reprodução e pode ser utilizado para outras funcionalidades no circuito.
Snippet do Botão como Switch

Descrição Técnica

Fluxo de Dados

  1. Gravação:
    • Os eventos MIDI (Note On, Note Off) são capturados e armazenados nos registradores.
    • Cada evento inclui um timestamp, a nota tocada e o status.
  2. Reprodução:
    • Os eventos gravados são lidos sequencialmente dos registradores e reproduzidos no buzzer (ou saída de áudio).
  3. (Futuro) Envio via UART:
    • As mensagens gravadas poderão ser transmitidas para dispositivos externos usando o protocolo UART.

Módulos Principais

  • Divisor de Clock: Reduz a frequência do clock principal para uma taxa de amostragem adequada.
  • Gravador de Notas: Gerencia a gravação e reprodução dos eventos MIDI.
  • Display de 7 Segmentos: Exibe as notas tocadas em tempo real.
  • Multiplexador: Combina sinais de áudio gravados e notas tocadas simultaneamente.
  • FSM_Recorder: Lógica de estado que controla o modo de gravação/reprodução usando o botão 8 como switch.

Conclusão

  • Conseguimos expandir as funcionalidades do projeto, tornando-o mais do que um simples teclado.
  • O usuário pode:
    1. Gravar e reproduzir sequências musicais.
    2. Exibir as notas em tempo real no display de 7 segmentos.
    3. Combinar reprodução gravada e novas notas através do multiplexador.
  • O nome “MID” refere-se não só ao protocolo MIDI, mas também ao caráter intermediário do projeto, servindo como uma introdução educativa ao mundo musical digital.

Sobre a plataforma Chip Inventor

  • Visualização clara das conexões: facilitou a compreensão do circuito a ser sintetizado.
  • Colaboração e reutilização de blocos: acelerou o desenvolvimento e reduziu a curva de aprendizado.
  • Foco no diferencial do projeto: permitiu otimizar tempo e esforços nas inovações.

Melhorias Propostas

  • Envio de Mensagens via UART: implementar o envio das mensagens MIDI gravadas para um computador ou outro dispositivo externo, permitindo salvar as sequências criadas para uso posterior ou processamento adicional.
  • Habilidade de selecionar mais de um bloco no editor do Chip Inventor (duplicar, etc.).
  • Documentação mais clara sobre cada módulo implementado.
  • Nomenclatura melhor padronizada nos módulos e sinais do projeto.
  • Erros na simulação: investigar a causa e corrigir discrepâncias entre a simulação e o hardware real.
  • Possibilidade de colaboração simultânea no Chip Inventor, não apenas visualização.