PROYECTO PIANO ELECTRÓNICO

1. OBJETIVOS Implementar un piano electrónico pero haciendo uso de memorias para la

reproducción de sonidos musicales.

2. MARCO TEÓRICOEn los sistemas digitales, no combinacionales, de proceso debe existir una unidad de memoria en la que se almacenen los datos, los resultados parciales y los resultados finales del proceso. Cuando el sistema digital de proceso es programable, además, han de memorizarse las instrucciones del programa. El esquema del dispositivo de memoria que vamos a ver es el siguiente:

Donde el significado de cada línea es el siguiente: Entrada/Salida de datos: Podemos disponer de líneas de datos de entrada y salida de forma separada, como en el dibujo, o una única línea para ambas acciones. Las operaciones básicas a realizar por una memoria son:

Escritura o almacenamiento: Consiste en grabar la información en la posición deseada.

Lectura: Consiste en suministrar al exterior, la información previamente escrita en una posición.

Dirección. Toda memoria está dividida en “porciones”, de forma que el acceso a la memoria, bien para escritura o bien para lectura, se realiza sobre una determinada de esas porciones. Para poder especificar a cuál de ellas queremos acceder, a cada una se le asigna un identificador. A este identificador se le denomina de manera genérica dirección

1 SISTEMAS DIGITALES

Para que un elemento pueda ser utilizado como dispositivo de memoria, debe cumplir los cuatro requisitos siguientes: Debe existir un medio o soporte donde se almacenen estados de energía

diferentes (generalmente se diferencian sólo dos estados, los necesarios para la información binaria).

Debe existir un transductor de escritura, que genere la energía necesaria para poner el soporte en el estado deseado.

Debe existir un transductor de lectura, que permita excitar el soporte para detectar el estado en que está.

Finalmente debe existir un mecanismo de direccionamiento, que permita seleccionar la información concreta que se desea leer o escribir.

La mayoría de las memorias emplean el almacenamiento binario. Esto significa que la información más elemental registrada es el bit, a cuyo soporte físico llamaremos punto de memoria. El punto de memoria puede definirse perfectamente, así como individualizarse claramente y constará de: dispositivo de almacenamiento, dispositivo de lectura y dispositivo de escritura. Puede ser una zona de una superficie continua como ocurre en una cinta magnética.

CLASIFICACIÓN DE LAS MEMORIASPor el AccesoRAM: Acceso Aleatorio, el tiempo de acceso a una dirección es independiente de su posición física. Se especifica la dirección y se accede al contenidoSAM: Acceso Secuencial, para acceder a una posición se debe pasar por todas las que le preceden físicamente. Se accede a toda la información contenida en las direcciones previasCAM: Acceso por contenido, o Asociativas; se direccionan por contenido.Se suministra un dato y la respuesta es si está o no almacenado y la dirección en la que se encuentra.

Por las OperacionesRWM: Memorias de Lectura/Escritura; las operaciones de lectura y de escritura son rápidas y habituales en el funcionamiento del µP ROM: Sólo Lectura; la información es leída de manera rápida pero la escritura es más lenta y no es habitual en el funcionamiento del sistema µP

Por el Interfaz Exterior

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SÍNCRONAS: con señal de reloj CLK para la sincronización,Las señales de direcciones, datos y control se almacenan en registros internos en los flancos activos de la señal CLK.

ASÍNCRONAS: no disponen de señal de reloj.

Por lo Permanente de la informaciónNO VOLÁTILES: La información se retiene de manera permanente aunque se interrumpa la alimentación del circuito

VOLÁTILES: Se pierde la información sin tensión de alimentación Estáticas: se mantiene la información permanentemente siempre que

exista alimentación. Dinámicas: además de la alimentación se necesitan operaciones periódicas

de refresco de información.

Por la Tecnología de SemiconductoresBIPOLARES: con dispositivos bipolares (diodos o transistores)MOS: con transistores MOSFET

JERARQUIAS DE LAS MEMORIAS

3. PROYECTO: PIANO ELECTRÓNICO APLICADO A LAS MEMORIAS

3 SISTEMAS DIGITALES

Ya desde mediados del siglo pasado se producen sonidos con componentes electrónicos sin componentes mecánicos en movimiento. Pero con el desarrollo del transistor después de la segunda guerra mundial ha permitido gran el éxito de la electrónica en la música. Hay muchos artistas que dominan esta técnica, como Karllheinz Stockhausen, que crean obras de renombre internacional. Ahora es inimaginable la música ambiental sin la producción electrónica de sonidos, como los producidos por los teclados.Nuestro pequeño piano permite producir sonidos electrónicos de una forma sencilla. El montaje, de hecho es una aplicación estándar existente con muchas variaciones. Son los condensadores y las resistencias los que determinan la frecuencia. Dado que es más fácil modificar resistencias que condensadores, se ha elegido modificar los sonidos con potenciómetros. (En nuestro caso de 1M ohm)

La idea esencial del proyecto es almacenar en la memoria las señales que damos al tocar nuestro piano electrónico, dicha señal genera una onda cuadrada con una frecuencia tal que el sonido emitido por la bocina sea parecido al que se obtiene cuando se oprimen las teclas de un piano. La frecuencia depende del valor de las resistencias que hacen parte del circuito oscilador. Por lo tanto debido a la tolerancia de los elementos, la frecuencia de las notas es aproximada.

Nota---Frecuencia ---- Resistencias.DO ------ 200Hz ------- 6.8k--8.2kRE ------ 246Hz ------- 6.8k--2.2kMI ------ 261Hz ------- 6.8k--5.6kFA ------ 293Hz ------- 6.8k--6.8kSOL ---- 329Hz ------- 6.8k--2.2kLA ------ 349Hz ------- 6.8k--4.7kSI ------ 392Hz ------- 6.8k--3.3k

DO1 ---- 440Hz ------- 6.8k--3.3kRE1 ---- 493Hz ------- 6.8k--4.7k

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ESQUEMA DE CONEXIÓN.-

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De la memoria del piano.

Fig. 1 Circuito implementado en el proyecto del piano electrónico, usando memoria de lectura/escritura (6116)

Del piano electrónico.

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Este esquema es una aplicación estándar en la que las resistencias variables-potenciómetros, determinan la altura de los sonidos. La resistencia de 1M ohm entre la base y el emisor del transistor BC548 impide el ruido de crujido que podría surgir en las teclas que no se tocan. Por otra parte, esta resistencia reduce la corriente en vacio con factor 100, ya que un interruptor es superfluo.

Fig. 2 Circuito de nuestro piano electrónico

4. CONCLUSIONESLa memoria que utilizamos en nuestro proyecto de piano electrónico, tiene un sin número de aplicaciones. Las computadoras y otros tipos de sistemas requieren el almacenamiento permanente o semipermanente de un gran número de datos binarios. Los sistemas basados en microprocesadores necesitan de la memoria para almacenar los programas y datos generados durante el procesamiento y disponer de ellos cuando sea necesario. Las modernas técnicas de circuitos integrados permiten combinar miles e incluso millones de puertas dentro de un solo encapsulado. Esto ha llevado a la fabricación de diseños más complejos de las memorias.La memoria es un componente fundamental de las computadoras digitales y está presente en gran parte de los sistemas digitales.

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