基于fpga的音乐彩灯控制器设计

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1、毕业论文﹙设计﹚任务书院(系)电信工程系专业班级电子信息工程076班学生姓名一、毕业论文﹙设计﹚题目基于FPGA的音乐彩灯控制器二、毕业论文﹙设计﹚工作自2011年3月7日起至2011年6月25日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点:陕西理工学院四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求：1．设计任务及要求（1）了解FPGA的结构与工作原理，学习VHDL设计的基本语句；（2）设计基于FPGA的硬件演奏电路，并进行软件仿真；（3）建立与彩灯有关的硬件电路搭建，进行系统联调，实现音乐彩灯控制；（4）撰写设计论文2．成果形式（1）设计报告（要求画出原理电路图、主程序流程图及仿真结果等，写出调试过程）（2）硬件

2、电路实物3．知识准备VHDL语言程序设计、EDA技术、数字电子技术、模拟电子技术等。5．时间安排3月7日——3月20日：设计准备（领任务书、收集资料、完成开题报告）。3月21日——4月30日：理论准备，VHDL编程、仿真。5月1日——5月20日：硬件连接、调试。5月21日——6月15日：撰写设计报告。6月16日——6月20日：整理说明书；准备答辩报告、进行答辩。指导教师系(教研室)电子技术系(教研室)主任签名批准日期接受论文(设计)任务开始执行日期学生签名基于FPGA的音乐彩灯控制器XX（陕西理工学院电信工程系电子信息工程专业07X班，陕西汉中723000）指导教师：XXX[摘要]设计

3、一种利用FPGA以及VHDL硬件描述语言实现的音乐彩灯控制器，实现了乐曲播放的同时，彩灯随音乐闪烁，可以根据需要配置不同的音乐，最后在EDA实验开发箱上硬件实现。[关键词]FPGA；VHDL；彩灯；EDA实验开发箱TheMusicColouredLightsControllerBasedonFPGAXXXXXXX（Grade07,ClassX,MajorElectronicsandInformationEngineering，ElectronicsEngineeringDept.，ShaanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723000，Shaanxi）

4、tutor:XXXXXXXXAbstract:DesignauseofFPGAandVHDLhardwaredescriptionlanguagerealizationofmusiccolouredlightscontroller,realizedthemusicplayedatthesametime,withmusicflashinglights,canaccordingtoneedtoconfigurethemusic,andthelastindifferentexperimentdevelopmentboxonEDAhardwareimplementation.Keywords:

5、FPGA;VHDL;colouredlamp;EDAhardwareimplementation目录引言11系统设计方案11.1系统设计要求11.2系统组成21.2.1软件组成21.2.2硬件组成22软件设计22.1软件设计的理论基础22.2.1顶层电路设计42.2.2音乐节拍和音调发生器NOTETABS模块52.2.3音乐谱对应分频预制数查表电路TONETABA模块62.2.4音乐符数控11分频SPEAKERA模块82.2.5乐曲演奏音符数据文件music《梁祝》102.2.6LPM-ROM的定制102.2.7整体举例说明122.3VHDL程序的仿真与调试122.3.1音乐节拍和音调

6、发生器NOTETABS模块的仿真122.3.2音乐谱对应分频预制数查表电路TONETABA的仿真132.3.3音乐符数控11分频SPEAKERA模块的仿真132.3.4完整电路仿真133硬件设计143.1输入端153.2输出端15心得体会17致谢17参考文献18附录A完整程序19附录B硬件电路实物图25英文文献及翻译26陕西理工学院毕业论文（设计）引言FPGA（Field－ProgrammableGateArray），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的

7、不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点[5]。通过FPGA实现音乐彩灯控制器，实质上就是将不同音阶与特定频率的方波信号对应起来，以方波信号驱动蜂鸣器发出声音，再根据不同音阶来控制彩灯闪烁。与借助微处理器（CPU或MCU）来实现乐曲演奏相比，以纯硬件方式完成乐曲演奏电路逻辑要复杂的多，仅凭传统的数字逻辑技术，即使最简单的演奏电路也难以实现，所以要借助功能强大的EDA工具和硬件描述语言，提供了设计可能性，使得硬件演奏电路看起来更直观。本设计