دانلود پایان نامه : طراحي و ساخت كارت صوت ISA

دانلود پایان نامه : طراحي و ساخت كارت صوت ISA

تعداد صفحات: 77

فرمت فایل: ورد

دسته بندی: -

قیمت: 4500 تومان

تعداد نمایش: 172 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 1 آگوست 2016

به روز رسانی در: 1 آگوست 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

4500 تومان – خرید

دانشگاه شهيد بهشتي

دانشكده مهندسي برق و كامپيوتر

 

پايان نامه كارشناسي

 

عنوان:

طراحي و ساخت كارت صوت ISA

فهرست مطالب

پيش‌گفتار…………………………….. 1

مقدمه‌اي بر باس ISA……………………. 3

ISA BUS………………………………. 6

مقدمه‌اي بر كارت صوت………………….. 40

اصول طراحي كارت صوت پروژه…………….. 44

شرح كار قسمتهاي مختلف مدار……………. 47

مباحث نرم‌افزاري……………………… 54

ضميمه‌ها…………………………….. 56

طراحي و ساخت يك كارت صوت كامپيوتر:

مقدمه

باس ISA  ¬ +

A + D

فيلتراسيون ¬ MFLD

راجع به ميكروفون

تقويت كننده LM380 , LF351

درايور (برنامه ارتباط دهنده ISA با حافظه)

نقشه مدار

D to A

DATA SHEETS

 

مقدمه‌اي بر كارت صوت

كارت صوت يكي از عناصر سخت افزاريست كه در كامپيوتر براي پخش و ضبط صدا به كار گرفته مي‌شود. قبل از مطرح شدن كارتهاي صدا، كامپيوترهاي شخصي براي پخش صدا، صرفاً قادر به استفاده از يك بلندگوي داخلي بودند كه از برد اصلي توان خود را مي‌گرفت. در اواخر سال 1980 استفاده از كارت صدا در كامپيوتر شروع و همزمان با آن تحولات گسترده‌اي در زمينه كامپيوترهاي چند رسانه اي ايجاد گرديد. در سال 1989 شركت Creative كارت صداي خود را به نام Cveative habs SamdBlaster Cerd عرضه نمود. در ادامه شركت‌هاي متعدد ديگري از قبيل Zotin Opti نيز توليدات خود را عرضه كردند.

 

مباني كارت صوت:

كارتهاي صوتي امروزي معمولاً داراي بخشهاي متفاوت نرسيدند:

1 ـ يك مبدل آنالوگ به ديجيتال (APC) براي صوت ورودي به كامپيوتر

2 ـ يك مبدل ديجيتال با آنالوگ (DAC) براي صوت خروجي از كامپيوتر

3 ـ يك پردازنده سيگنال‌هاي ديجيتال (DSP) كه مسئول انجام اغلب عمليات (محاسبات) مورد نظر است.

4 ـ حافظه ROM و يا Flash براي ذخيره سازي داده

5 ـ يك اينترفيس دستگاههاي موزيكال ديجيتالي (MIDI) براي اتصال دستگاههاي موزيك خارجي

6 ـ كانكتورهاي لازم براي اتصال به ميكروفون و يا بلندگو

7 ـ يك پورت خاص بازي براي اتصال Joystick

اغلب كارتهاي صوت امروزي از نوع PCI بوده و در يكي از اسلات‌هاي آزاد برد اصلي (Main beard) نصب مي‌گردند. تا چندي پيش اغلب كارتهاي صوت از نوع ISA بودند. امروزه اكثر كامپيوترهاي جديد كارت صوت را به صورت يك تراشه و بر روي برد اصلي دارند. در اين نوع كامپيوترهاي جديد اسلاتي بر روي برد اصلي استفاده نشده است. و بدين ترتيب مي توان گفت كه يك اسلات صرفه‌جويي شده است. Sound Blaster Pro به عنوان يك استاندارد ندارد در دنياي كارتهاي صوت مطرح است. در زير يك نمونه از اين كارت‌ها را ملاحظه مي‌كنيد.

 

اغلب توليدكنندگان كارت صوت از مجموعه تراشه‌هاي مشابه استفاده مي‌كنند. پس از طراحي تراشه‌هاي فوق توسط شركت مربوط توليدكنندگان كارت صوت. امكانات و قابليت‌هاي دلخواه خود را به آنها اضافه مي‌نمايند.

كارت صوت را مي‌توان به دستگاههاي زير متصل كرد:

هرفون

بلندگو (Speaker)

يك منبع ورودي آنالوگ نظير: ميكروفون ، راديو، ضبط صوت و CP Player.

يك منبع ورودي ديجيتال نظير CD-ROM

يك منبع آنالوگ خروجي نظير ضبط صوت

يك منبع ديجيتال خروجي مثل CD-WR

 

عمليات كارت صدا:

يك كارت صدا قادر به انجام 4 عمليات خاص در رابطه با صداست:

1ـ پخش موزيك‌هاي از قبل ضبط شده (از CD، فايل‌هاي صوتي نظير MP3 و يا Ware) بازي يا DVD

2ـ ضبط صدا با حالت متفاوت

3ـ تركيب نمودن صداها

4ـ پردازش صوت‌هاي موجود

عمليات دريافت براي كارتهاي صوت از طريق بخش ADC و عمليات ارسال صوت از طريق بخش DAC انجام مي‌گيرد.

پردازش‌هاي لازم بر روي صوت يا توسط بخش DSP انجام مي‌گيرد و يا از CPU خود كامپيوتر براي پردازش صوت استفاده مي‌شود. بدين شكل كه صوت پس از ديجيتال شدن توسط عمليات نرم‌افزاري پردازش مي‌شود.

 

توليد صوت:

فرض كنيد قصد داشته باشيم كه از طريق ميكروفون صداي خود را به كامپيوتر انتقال دهيم. در اين حالت كارت صدا يك فايل صوتي با فرمت war را ايجاد كرده و داده‌هاي ارسالي توسط ميكروفون در آن ذخيره گردند. فرآيند فوق شامل مراحل زير است:

1ـ كارت صوت از طريق كانكتور ميكروفون سيگنال‌هاي پيوسته و آنالوگي را دريافت مي‌دارد.

2ـ از طريق نرم‌افزار مربوطه نوع دستگاه ورودي براي ضبط صدا را مشخص مي‌نمائيم.

3ـ سيگنال آنالوگ ارسالي توسط ميكروفون بلافاصله توسط تراشه مبدل آنالوگ به ديجيتال (APC) تبديل و يك فايل حاوي صفر و يك توليد مي‌گردد.

4ـ خروجي توليد شده توسط ADC در اختيار تراشه DSP براي انجام پردازش‌هاي لازم گذاشته مي‌شود. DSP توسط مجموعه دستوراتي كه در تراشه ديگر است برنامه‌ريزي براي انجام عمليات خاص مي‌گردد. يكي از عملياتي كه DSP انجام مي‌دهد فشرده‌سازي داده‌هاي ديجيتال به منظور ذخيره‌سازي است.

5ـ خروجي DSP با توجه به نوع اتصالات كارت صدا در اختيار گذرگاه داده كامپيوتر قرار مي‌گيرد.

6ـ داده‌هاي ديجيتال توسط پردازنده اصلي كامپيوتر پردازش و ادامه براي ذخيره‌سازي در اختيار كنترل كننده هارد ديسك گذاشته مي‌شود. كنترل كننده هارد ديسك اطلاعات را بر روي هارد و بعنوان يك فايل ضبط شده صوتي ذخيره خواهد كرد.

 

شنيدن صوت:

مراحل شنيدن صوت به شرح زير است:

1ـ داده‌هاي ديجيتال از هاردديسك خوانده شده و در اختيار CPV قرار مي‌گيرند.

2ـ پردازنده اصلي داده‌ها را براي DSP موجود بر روي كارت صدا ارسال مي‌دارد.

3ـ DSP داده‌هاي ديجيتال را از حالت فشرده خارج مي‌نمايد.

4ـ داده‌هاي ديجيتال غير فشرده شده توسط DSP بلافاصله توسط مبدل ديجيتال به آنالوگ (DAC) پردازش و يك سيگنال آنالوگ ايجاد مي‌گردد. سيگنال‌هاي فوق از طريق هدفون و يا بلندگو قابل شنيدن خواهد بود.

 

اصول طراحي كارت صوت ساخته شده در اين پروژه

شايد به نوعي بهتر باشد نام اين وسيله كه در پروژه ساخته شده را دستگاه ضبط، ذخيره و پخش صدا از روي كامپيوتر، بناميم. چرا كه در حال حاضر اين دستگاه مي‌تواند صدا يا داده آنالوگ ما را به صورت فايلي در كامپيوتر ذخيره كرده و بعد از آن نيز مي‌تواند همان فايل ذخيره شده را به صورت صدا پخش نمايد.

ولي آنچه موجب شد كه من به جرات بتوانم اين وسيله را كارت صوت بنامم اين است كه اين دستگاه مي‌تواند يك كارت صوت كامل باشد. امروزه در بسياري از پايان‌نامه‌ها ، پروژه‌ها يا حتي مقالات سبك بر اين است كه علاوه بر بيان ايده اصلي نگارنده، ايده‌هايي بالقوه نيز براي ادامه كار ارائه مي‌شود و ايده من نيز همين است كه اين پروژه جاي آن را دارد كه فرد يا افراد ديگري براي تكميل آن پروژه‌ها تعريف كنند.

ايده اصلي اين كارت صوت آن است كه طبقه ورودي يا طبقه ضبط صدا، سيگنال آنالوگ صوت را نهايتاً تبديل به داده ديجيتال صداي پورت ISA كرده و اين وظيفة درايور اين دستگاه است كه با استفاده از امكانات CPU داده ديجيتال را پردازش كند. وظيفه طبقه خروجي نيز اين است كه داده ديجيتال روي پورت را به آنالوگ تبديل كرده و نهايتاً آن را قابل پخش براي بلندگو كند. و اما روند كار:

ابتدا در طبقه ورودي ميكروفون صداي ما را دريافت مي‌كند. ميكروفون استفاده شده در اينجا ميكروفون خازني است كه با يك مقاومت Pwll-up به t5 متصل مي‌شود.

سيگنال دريافتي از ميكروفون توسط يك تقويت كننده عملياتي تقويت مي‌شود، كه در اينجا از آپ امپ LF351

براي اين تقويت استفاده مي‌شود. در مرحله بعد موج تقويت شده وارد يك فيلتر ديجيتال بسيار كارا به نام MF10 مي‌شود كه قادر است هم با فركانس Clock و هم با مقاوتهاي خارجي باند عبور را تعيين كند. از مدي از فيلتر استفاده كرديم كه يك فيلتر پائين گذر است كه تا 36KHz را از خود عبور مي‌دهد. كلاك اين فيلتر را به وسيله يك تراشه كريستال اسيلاتور 1.8 MHz (8/1 مگاهرتز) ايجاد مي‌كنيم. پس از آن مجدداً مجبوريم خروجي فيلتر را نيز تقويت كنيم كه باز هم از يك آپ اسپ LF351 ديگر استفاده مي‌كنيم. اكنون به نظر مي‌رسد كه موج ما براي ورود به AD آماده باشد. اما يك شكل ديگر و آن اينكه موج دريافتي ما بين 2- تا 3 ولت است در صورتي كه براي ورودي A to D به موج 0 تا 5 ولت نياز داريم، براي حل اين شكل از يك آپ اسپ LM358 به عنوان يك جمع كننده استفاده شده و موج با 2 ولت جمع مي‌شود، اكنون وقت آن است كه موج را وارد A to D ، ADC استفاده شده يكي از رايج‌ترين ADCهاي بازار به نام ADC 0804 است كه يك A to D 8 بيتي است.

از آنجائيكه فيلترها فركانس موج را در 3.6 KHz قطع مي‌كرد ما نياز داريم تا از هر سيكل حداقل 3 سمپل بگيريم، بنابراين بايد كلاك ADC را 10 كيلو هرتز تنظيم كنيم. ADC مورد نظر خود تامين كننده كلاك دارد ولي ترجيحاً ما از كلاك خارجي استفاده كرديم كه توسط ICSSI تامين مي‌شود. تا اينجا داده ديجيتال ما آماده است و ما پورت ISA را براي انتقال اين داده به كامپيوتر به كار مي‌گيريم. چون A  to D ما 8 بيتي است و باس ISA نيز 8 بيت داده دارد، 8 بيت خروجي ADC را به صورت hand Shaking به 8 بيت داده ISA متصل مي‌كنيم.

اكنون نوبت به نرم‌افزار مي‌رسد تا داده روي پورت را خوانده. آن را در حافظه به صورت يك فايل ذخيره كند.

كار ديگر نرم‌افزار گذاشتن مجدد داده روي پورت هنگام پخش صدا است. در هنگام پخش صدا داده 8 بيتي روي 8 بيت ورودي DAC و (ديجيتال به آنالوگ) قرار مي‌گيرد و اين DAC كه در واقع با ADC ما همخوان است در خروجي موجب آنالوگ مي‌دهد كه ما اين موج را وارد يك LF351 كه در اين جا فقط نقش بافري دارد مي‌كنيم. سپس موج خروجي از LF351 وارد فيلتر MFV مي‌شود. فيلتر MFD ما نيز در اينجا همانند طبقه ورودي فركانسهاي بالاي 3-6 KHz را قطع نموده و موج خروجي به ما مي‌دهد. اينجا نيز كلاك فيلتر ما همان 8/1 مگاهرتز است كه توسط كريستال اسيلاتور توليد مي‌شود.

نگفته نماند كه كلاك DAC نيز همان 10 كيلوهرتز است كه توسط ICS55 توليد مي‌شود. خروجي فيلتر نهايتاً وارد يك تقويت كننده كم مويز به نام LM380 شده و خروجي اين تقويت كننده عملياتي آماده ورود Speaker يا هدفون است.

مقدمه‌اي بر باس ISA

 

همراه با پيشرفت سيستم‌هاي كامپيوتري و ظهور CPU هاي قويتر، باسهاي ارتباطي اجزاء كامپيوتري نيز، دچار تغيير و تحول شده‌اند. باس اولين كامپيوترهاي IBM ، باس XT ي 8 بيتي بود. با ظهور CPU هاي 16 بيتي اين باس جاي خود را به باس AT يا ISA ي 16 بيتي با فركانس كاري 8 مگاهرتز داد. ظهور CPU هاي 32 بيتي و كاربردهاي سريع گرافيكي از يك طرف و مشكلات باس ISA از طرف ديگر، سازندگان كامپيوتر را بر آن داشت كه به فكر ايجاد يك باس جديد و سريع باشند. بدين ترتيب باسهايي نظير IBM Micro Channel و EISA معرفي شدند كه 32 بيتي بودند. اين باسها داراي سرعت بيشتري نسبت به ISA بودند و بسياري از مشكلات آن را برطرف كرده بودند ولي باز داراي مشكلاتي بودند. مثلا         IBM Micro Channel با ISA سازگار نبود و EISA داراي سازگاري الكترومغناطيسي خوبي نبود.

براي افزايش سرعت مخصوصا براي كارتهاي گرافيكي يك روش اين است كه به جاي اينكه كارتها از طريق اسلاتهاي توسعه نظير ISA به كامپيوتر وصل شوند بطور مستقيم به باس محلي كامپيوتر وصل گردند و بدين ترتيب چندين باس محلي بوجود آمد كه از جمله مهمترين آنها  مي‌توان به باس VESA يا VLBUS اشاره نمود. بوسيله اين باس مي‌توان حداكثر 3 كارت را به باس محلي CPU وصل نمود.

با روي كار آمدن پردازنده پنتيوم و مشكلات موجود در گذرگاههاي قبلي، شركت اينتل به فكر طراحي يك باس استاندارد با سرعت و قدرت بالا افتاد. بدين ترتيب باس PCI معرفي گرديد كه براي دسترسي به اجزاي جانبي با همان سرعت باس محلي طراحي شده است.

باس محلي CPU به دو باس به اسم front side bus و backside bus تقسيم شده است.باس backside يك كانال سريع و مستقيم بين CPU و حافظه كش (مرتبه دوم) را فراهم مي‌كند.باس frontside از يك طرف حافظه سيستم را از طريق كنترلر حافظه به CPU وصل مي‌كند و از طرف ديگر باسهاي كامپيوتر نظير PCI ، ISA و … را به CPU و حافظه سيستم وصل مي‌نمايد.در واقع اين كار باعث گرديده است كه وقتي CPU با حافظه كش كار مي‌كند، وسايل جانبي ديگر بتوانند به حافظه سيستم دسترسي پيدا كنند.

در اين پروژه سعي شده باس ISA به طور كامل مورد بررسي قرار گيرد كه به ترتيب مطالب فصول 1و 2 را تشكيل مي دهند. در اين فصول به طور مفصل مشخصات الكترونيكي اين باسها و نحوه ارتباط آنها با CPU   بيان شده . اميد كه اين پروژه بتواند در تفهيم مطالب مذكور مفيد فايده قرار گيرد.

    ISA BUS

 

باس ISA (Industry Standard Arehitecture)

باس ISA كه برخي به آن باس AT نيز مي‌گويند داراي مشخصات زير مي‌باشد‌:

  • 16 بيت باس ديتا
  • 24 بيت باس آدرس
  • 11 خط وقفه IRQ2-ERQ7)،  IRQ14-IRQ15،IRQ10-IRQ12)
  • 7 كانال DMA
  • ماكزيمم فركانس باس برابر 33/8 مگاهرتز
  • سيكل‌هاي باس بدون Wait state را حمايت مي‌كند
  • حمايت از masterهاي alternate
  • انتقال داده به صورت سنكرون است و Muster هيچ سركشي از Slave به عمل نمي‌آورد. بلكه Master و Slave خود را با كلاك سيستم سنكرون مي‌كنند. ماكزيمم انتقال داده برابر است با :

8/33MHZ *

محدوديتهاي ISA

1- باس ديتاي‌ آن 16 بيتي است و نمي‌تواند باس ديتاي 32 و 64 بيتي پردازنده‌هاي پنتيوم را حمايت كند.

2- باس آدرس آن 24 بيتي است و مي‌تواند MB16 حافظه را آدرس كند و قادر نيست باس آدرس 32 بيتي (GB4) پردازنده‌هاي پنتيوم را حمايت كند.

3- شيارهاي گسترش باس ISA بزرگ بوده و علاوه بر اينكه جاي زيادي را مي‌گيرد به دليل افزايش اثرات فازي و القايي فركانس باس به 33/8 مگاهرتز محدود مي‌گردد. يعني CPU كه با فركانسهاي بالا نظير 50 مگاهرتز كار مي‌كند هنگام كار با ISA با نرخ 33/58 مگاهرتز تبادل داده مي‌كند. به علت كم بودن پايه‌هاي زمين اثرات تابش فركانس راديويي و اثرات Crosstalk كاهش نيافته و ISA از نظر اجرايي دچار مشكل مي‌گردد.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد

پاسخ دهید