シンプルな 255音 PCMサウンドジェネレータ

ハードウェア

オーディオ信号はPWMで出力され、スピーカを直接駆動することができます。3V動作なら出力インピーダンスにより、たとえショートしても最大定格を越えることはありません。このため、あまり大きな音は鳴らせませんが、能率の良いスピーカなら机上で聞くのに十分な音量が得られます。オーディオ出力をアンプに接続する場合は、必ずLPFを通してください。PWM信号を直接アンプに入れるとアンプやスピーカにダメージを与える可能性があります。記録メディアにはMicroSDの使用を想定していますが、もちろんMMCやSDCも同様に使用できます。

出力形式の選択

回路図に示すように、オーディオ出力の形式には3通りあり、それぞれ回路的に排他となっています。AVRに書き込むファームウェアは製作した回路にマッチしたものでなければなりません。各出力形式(モノ/ステレオ/モノHR)にはそれぞれのHEXファイル(sdsg_mo.hex/sdsg_st.hex/sdsg_hr.hex)が対応します。添付のHEXファイルにはヒューズデータが含まれますが、一部のAVRライタはこの種のHEXファイルに対応していません。もしもそのような場合は、HEXファイルの最後の3行を削除してから書き込み、ヒューズ値はそれぞれ別に書き込みます。

ソフトウェア

制御入力とトリガモード

このサウンドジェネレータの対応する音声ファイルのフォーマットは、RIFF WAVEフォーマット(LPCM, 8/16bit, mono/stereo, 8～48kHz)です。MP3ファイルなどは、WAVファイルに変換しておかないと再生できません。ファイル名は001.wav～255.wavとし、全てのファイルはルートディレクトリに置いておきます。

制御入力は8個のスイッチで2進数コードとして与えられ、対応する番号のファイルが再生されます。例えば、SW1は001.wav、SW4は008.wav、SW1+SW5なら017.wavといった感じです。制御入力に対する挙動はトリガモードで指定されます。トリガモードは、000.txtに記述しておきます。各モードの動作は次の通りです。

モード0

レベルトリガ。入力されているコードに対応する番号の音声ファイルをループ再生します。途中で他のコードに切り替わると、その音声に切り替わります。入力が無くなる(0に戻る)と即時停止します。

モード1

レベルトリガ(動作維持)。モード0と同じですが、入力が無くなると最後まで再生したあと停止します。

モード2

エッジトリガ。入力されたコードに対応する番号のファイルを1回だけ再生します。再生中の入力の変化は無視されます。

モード3

エッジトリガ(再トリガ可能)。入力された番号のファイルを1回だけ再生します。再生中でも他のコードに変化すると、その音声ファイルの再生を開始(再トリガ機能)します。同じコードでの再トリガは、一旦0に戻ってからです。

モード4

エッジトリガ(入力OFFで停止)。入力された番号のファイルを1回だけ再生します。再生中に0に戻ると再生を中断します。

LEDの意味

LEDは再生中に点灯するほか、エラーが発生したときにフラッシュしてそれを示すこともできます。たとえば、SDCを入れずに電源ONすると、SDCを認識するまでI/Oエラーの表示を繰り返します。SDCがセットされ動作準備が完了するとLEDは消灯します。フラッシュ回数とエラー内容は次の通りです。

• 2回: I/Oエラー(ハードエラーやファイルシステムのエラー)。
• 3回: 必要な音声ファイルが無い。
• 4回: 不正な音声ファイル。

資料

• 回路図
• ファームウェア(ソースファイル + HEXファイル) 2013.12.15