#第四届立创大赛#波表合成八音盒

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本作品采用波表合成（WaveTable Synthesis）的方法播放曲谱，采用Cortex M0+的MCU，对程序进行了高度优化，达到了了20复音数，32khz采样率，16bit波表样本的性能。

【请在竞赛阶段填写 ↓】
*  一、作品详情；

波表合成即取样，存贮为一个波表文件，重播时根据音乐文件记录的乐曲信息向波表发出指令，从表格中，逐一找出对应的声音信息，经微处理器或PC系统的CPU合成，加工后放出来。传统上该操作在高性能的平台实现，如ASIC，DSP，PC等。作品旨在低性能的MCU上实现实时性极高的波表合成功能，所以关键部分程序使用汇编完成以达到最优的执行速度。
作品具有传统八音盒的音色，使用了分段采样，对于不同的音高的发声有更好的表现。板载的MCU具有128K FLASH，除了程序和波表之外，可以存储近25首平均10分钟的乐曲。同时提供了midi文件转乐曲镜像的工具，可以任意定制乐曲内容。该作品还具备音量调节，乐曲导航和音频可视化功能，具有很高的实用性。硬件支持USB接口更新内部的曲谱镜像。

*  二、描述作品所面临的挑战及所解决的问题；

波表合成具有较高的实时性，即每1/32000s要更新20个发音单元的参数并混音，所以关键部分使用汇编完成，调试相对困难。

*  三、描述作品硬件、软件部分涉及到的关键点；

核心MCU选用了NV32F100，FLASH容量大且PWM可以大电流输出，能直接带动扬声器。作为一件DIY作品SOP16也更容易焊接。同时该MCU为2.7~5.5v宽电压产品，可以直接用普通的AA电池供电。USB接口使用CH330N，引脚少方便易用。固件使用前后台构架，定时器中断实时进行波表合成。同时还设计了专用的midi转曲谱数据的工具软件，具有智能移调功能，使得乐器的音域经可能符合八音盒的音域。

*  四、作品材料清单；

详见附件 BOM_#第四届立创大赛#波表合成八音盒_20190921170139.csv。

*  五、作品图片上传；（PCB上须有大赛logo标识并拍照上传，若无视为放弃参赛）

*  六、演示您的作品并录制成视频上传；（视频内容须包含：作品介绍；功能演示；性能测试；PCB上大赛logo标识特写镜头，若无视为放弃参赛）

请参看：
https://www.bilibili.com/video/av68526732/

七、开源文档。
固件请参考：https://github.com/eeyrw/music-box-nv32
midi转曲谱镜像工具请参考：https://github.com/eeyrw/midi-to-hex/tree/new-midi-to-hex

附件有编译好的hex和bin文件，直接可以烧录使用。关于NV32F100的烧录参看：http://bbs.21ic.com/icview-1639052-1-1.html
midi-to-hex-example.zip为针对Windows平台编译好的曲谱转镜像工具，可以参看内部readme得到曲谱镜像文件。