PRÁTICA 7 – RTTTL PLAYER COM PIC

Objetivos:

  • Aprender a gerar tons e música usando ondas quadradas
  • Conhecer a frequência das notas músicas, compasso e temporizações.

Introdução:

Um microprocessador pode ser programado para gerar ondas quadradas com temporização exata para uma música. No caso deste projeto, uma sequência de notas musicas, armazenada no formato RTTTL (Ring Tone Text Transfer Language), é decodificado e enviado a um amplificador conectado a um alto-falante.

Para gerar a onda quadrada na mesma frequência (tom) da nota musical, utilizaremos o temporizador número zero (timer0) do PIC. Abaixo temos as frequências tradicionais da primeira oitava musical de qualquer instrumento. Perceba que a razão entre notas subsequentes é .

notas

O temporizador zero do PIC (TIMER0) funciona da seguinte forma: o clock do microprocessador é divido por quatro e a seguir é dividido por um número N chamado PRESCALER que pode ser 1,2,4,8…32 configurável pelo usuário. A seguir, o clock dividido é alimentado a um contador de M a 255, onde M, também conhecido como PRELOAD, é configurável.

Quando o contador resseta, ou seja, chega a ZERO, o programa que roda no microprocessador é interrompido e inicia-se outro programa. Este processor é conhecido como “interrupção”.

interrupt

Durante a interrupção o pic modificará a porta RA0 (BIT ZERO DA PORTA A) de ZERO para UM ou de UM para ZERO (FLIP). Dessa forma, uma onda quadrada será gerada em RA0 e sua frequência será determinada por N (TIMER0 PRESCALER) e M (TIMER0 PRELOAD).

O valor da frequência gerada em RA0 é calculado por:

freq

Como N varia apenas em potências inteiras de 2, seu valor será utilizado para trocar a oitava da nota a ser gerada em RA0. O valor de M, portanto, será o ajuste fino da frequência da nota. Um exemplo: para N=8 e M=114 teremos:

freq_calc

Assim, um semiciclo de onda quadrada terá frequência 880Hz, ou seja, um ciclo inteiro terá metade da frequência ou 440Hz, a frequência da nota Lá fundamental da primeira oitava.

Trocando o valor de M pode-se obter todas as 12 diferentes notas musicais. Trocando-se o valor de N pode-se modificar a escala. Em N=8 teremos a escala fundamental, em N=4,2 e 1 teremos as escalas mais agudas totalizando 4 oitavas inteiras, o suficiente para tocar qualquer música em RTTTL.

O formato RTTTL divide as notas musicais por vírgulas, onde uma nota é codificada por um número representando o tempo, uma letra representando a nota, um outro número representando a oitava e os caracteres “#” e “.” representando sustenido e nota pontilhada.

notarttl

No exemplo acima, três notas são apresentadas em RTTTL: “16d#” é uma nota ré (d) sustenido com tempo 1/16, “a” é uma nota lá e “32a4” é um lá da oitava número 4 com 1/32 de tempo.

Quando tempo e/ou oitava são omitidos, assume-se tempo e oitava padrões. Em todo arquivo RTTTL são indicadas as oitavas e tempos padronizados assim como o valor de temporização chamado “Beats por Minute” que definie a temporização da música como um todo. Cada Beat ou batida representa um quarto de uma nota inteira.

Abaixo tempos a versão da música tema de Os Simpsons em formato RTTTL. A oitava padrão é 5 e o tempo padrão é 4. São 180 batidas por minuto:

c.6,4e6,f#6,8a6,g.6,e6,c6,8a,8f#,8f#,8f#,2g,8p,8p,8f#,8f#,8f#,8g,a#.,8c6,8c6,8c6,c6

Tarefa:

  • Compilar o programa 1 (abaixo) em C usando o MikroC e gerar o arquivo HEX.
  • Enviar o arquivo HEX para o pic usando o pickit2.
  • Montar o circuito e verificar o funcionamento.
  • Configurações para o projeto (em project -> edit project)
    • OSCILLATOR SELECTION: INTOSC
    • MASTER CLEAR: DISABLE
    • POWER-UP TIMER: ENABLE
    • Todas as outras opções: DISABLE

Programa 1 – MÚSICA:

Circuito 1 – PIC E ALTO-FALANTE

music

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