Conception d'un synthétiseur audio compatible MIDI sur STM32 pour l'enseignement des systèmes embarqués et du traitement du signal numérique

¹ Lab-STICC, UMR CNRS 6285, ENIB, Bretagne INP, Brest
² Département Électronique, ENIB, Bretagne INP, Brest
³ Arturia, Grenoble
⁴ STMicroelectronics, Le Mans
⁵ Lab-STICC, UMR CNRS 6285, IUT Brest-Morlaix, UBO, Brest

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Résumé

Cet article présente un projet pédagogique destiné aux étudiants de dernière année du BUT GEII (parcours électronique et systèmes embarqués) à l’IUT de Brest-Morlaix. L’objectif est de les amener à mobiliser et articuler plusieurs compétences — traitement du signal, électronique, systèmes embarqués et programmation en C. Le projet s’appuie sur une carte STM32 Discovery Kit et se déroule en deux étapes. Durant les 16 premières heures, les étudiants développent les briques fondamentales d’un synthétiseur audio numérique (oscillateurs numériques avec tables d’ondes, filtre numérique paramétrique, modulateurs et interface MIDI via USB). Les 4 dernières heures sont consacrées à un mini-projet au cours duquel chaque étudiant conçoit et met en œuvre son propre synthétiseur « customisé ». Les retours recueillis lors de l’évaluation de l’enseignement mettent en avant l’intérêt et la richesse de ce projet pluridisciplinaire.

Abstract

This article presents an STM32-based project designed for final-year GEII BUT students in Electronics and Embedded Systems at the IUT of Brest-Morlaix. The objective of this project is to encourage students to integrate multiple skills in signal processing, electronics, embedded systems, and C programming during a 20-hour project. The project is implemented on an STM32 Discovery kit and is divided into two main phases: the first 16 hours are dedicated to developing the fundamental building blocks of a digital sound synthesizer (digital oscillators with interpolated lookup wavetables, parametric digital IIR filter, modulators, and MIDI over USB connection). During the remaining four hours, students design and implement their own synthesizer concepts based on their interests, under the supervision and guidance of the instructor. Student feedback highlights the project’s effectiveness in bridging theoretical knowledge and hands-on implementation.