数字逻辑电路课程设计 简易电子琴

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1、学号xxxxx数字逻辑电路课程设计设计说明书简易电子琴起止日期：2012年1月2日至2012年1月6日学生姓名xxxx班级xxxx成绩指导教师(签字)电子与信息工程系2012年1月6日综合实验简单电子琴一、实验目的1．掌握较复杂逻辑的设计、调试。2．进一步掌握用ABEL语言设计数字逻辑电路。3．熟悉Synario软件的使用方法。4．熟悉ISP器件的使用。5．了解音调的初步知识。二、实验所用器件和仪表1．PLCC封装的lSPl016或者M4-64／321片2．示波器1台3．万用表1块三、实验内容1．用ABEL语言设计一个

2、电子琴。使用TDS实验台上的8个电平开关做琴键。电平开关输出为高电平时相当于琴键按下，电平开关输出为低电平时相当于琴键松开。电子琴共有C调的8个音：1、2、3、4、5、6、7和1。2．在Synario中，将设计好的程序输入、编译、连接，生成JEDEC格式的文件。3．将JEDEC格式的文件下载到器件中。4．在TDS数字电路实验台上对设计进行调试。调试时用实验台上的小喇叭做发声装置。四、实验提示1．C调的音符与频率的关系如表5．4所示：表5．4音符与频率的关系音符12345671频率(Hz)2622943303493924

3、40494523只要向TDS实验台上的喇叭输出某一频率的方波，喇叭就发出相应音调的声音。将实验台喇叭区域的开关J1置为开路，从“输入”插孔向驱动喇叭的三极管基极送控制信号，则控制喇叭按希望的频率发声。2．设计一个多模计数器，对实验台上的某一时钟(例如1OOKHz)进行分频，产生8种希望的频率。注意驱动喇叭的方波占空比应是50％，以增大音量。3．根据开关电平输出确定9种状态(包括不发声状态)之间的转换。4．ISPl016的引引脚图见图9。五、实验步骤1．按照自己的设计，连接好实验箱上的电路图，并且将试验箱与电脑用烧录线连

4、接好。2．打开Synario软件，新建一个.syn的文件，命名为hh图1新建“hh.syn”文件3．工程创建好后双击工程，选择ispLSI1000系列的ispLSI1016E-80LJ44芯片图2选择ispLSI1016E-80LJ44芯片4．完成芯片选择的工程图3完成芯片选择5．点击new按钮，选ABEL-HDLModule来进行编程图4选择编程语言6．在编写程序界面编写以下程序DECLARATIONSclockpin11;clk1node;sppin37istype'reg';dopin3;repin4;mipin

5、5;fapin6;sopin7;lapin8;xipin9;do1pin10;q0,q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7nodeistype'reg';Q=[q7..q0];equationsQ.clk=clock;Q:=((Q+1)&!(Q==191)&do)#((Q+1)&!(Q==170)&re)#((Q+1)&!(Q==151)&mi)#((Q+1)&!(Q==143)&fa)#((Q+1)&!(Q==127)&so)#((Q+1)&!(Q==114)&la)#((Q+1)&!(Q==101)&xi)#((

6、Q+1)&!(Q==96)&do1);clk1=(Q==191)&do#(Q==170)&re#(Q==152)&mi#(Q==143)&fa#(Q==128)&so#(Q==114)&la#(Q==101)&xi#(Q==95)&do1;sp.clk=clk1;sp:=!sp;7．完成编程后的界面图5完成编程后的界面8．程序编译图6程序编译9．芯片调试图7芯片调试10．将生成的“*.jed”文件烧进ispLSI1016E-80LJ44芯片中图8烧录成功11．把自己定义的输入管脚根据ISPl016管脚图进行电路的连接图

7、9芯片ISPl016管脚图12．完场电路连接后，进行调试，看是否与设想效果相符或者相近，最后成功完成简单电子琴实验。六、设计思想及设计心得设计思想：将频率为100kHz的clock信号进行分频，产生8种希望的频率的方波去驱动喇叭，使之产生不同声音。人耳听到何种声音，由声波来决定，其中声波的振幅A决定音量，声波的频率f决定音高，人耳对声波的相位不敏感。这个声波是由喇叭产生的。驱动喇叭的方波通过控制喇叭里的线圈对膜的吸引，来使膜产生不同的声波。为了使膜有足够时间振动到最大处，而且减少对膜的伤害，一般选用占空比为50%的方波

8、作为喇叭的驱动方波。因此，本设计里方波的频率就决定了产生的声音。对于原始信号的选择我选用100kHz的，因为频率太高在将其分频时所需的计数器就多，成本变高。也不能太低，因为后面只能对其降频，不能升频。这个电子琴的最大缺点是不能连续按两个键，否则就会出现忙音。希望以后有机会可以对其改进。设计心得：这是个比较简单的课程设计。数字逻辑差