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1、课程设计课程名称:可编程数字片上系统实训设计题目:基于FPGA的音乐播放器设计院系:电气信息学院指导教师:谷雷专业:通信工程学号:122700109姓名:尚斌成长春建筑学院2015年12月31日摘要在开发环境下,采用硬件描述语言设计了一个可以在芯片上实现的音乐播放器.通过将音乐播放器电路设计进行模块化分解,层次化设计,分成几个单独的结构体,每个结构体实现部分功能,经顶层文件将各单独结构体进行综合,最后将设计代码结合模块制作的文件下载到实验箱进行功能验证,实现乐曲播放.由于音乐播放器的通用性及语言的可移植性,因此本音乐播放器可直接应用于各种不同系列的芯片的设计中.关键词:
2、音乐播放器,,,,目录第一章设计目的11.1设计背景11.2实习目的1第二章设计要求32.1设计要求32.1.1实习设计任务32.1.2实习设计要求3第三章总体方案43.1原理介绍43.1.1音调的控制43.1.2音长的控制53.2 系统结构图6第四章具体实现74.1系统模块组成74.2 各模块分析与设计84.2.1 定制《生日快乐》音符数据84.2.2 音符数据地址发生器模块94.2.3 预置数查表电路电路模块104.2.4发声频率产生模块114.2.5简易电子琴功能模块134.2.6顶层电路134.3电路测试144.4结束语15第五章心得体会16参考文献17第一章设
3、计目的1.1设计背景现代技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向,它的基本特征是采用硬件描述语言进行电路与系统的设计,具有系统级仿真和综合能力.和使设计方法发生了质的变化.把以前"电路设计+硬件搭试+调试焊接"转化为"功能设计+软件模拟+仿真下载".随着电脑普及,互联网飞速发展,这些技术使得各种电子产品迅速的进入了我们的生活,每一个产品的诞生都离不开技术,从彩色电视机,智能冰箱,再到个人随身用的音乐播放器都需要技术提供支持.人们生活水平逐步提部分.顺应电子技术的发展趋势,可利用开发平台,采用可编程逻辑器件使硬件的功能可通过编程来实现音乐播放器,软件是进行设计的操作平台,
4、它是由公司开发的进行基于技术的可编程逻辑器件设计的一种设计软件,其功能强大,界面友好,使用便捷.软件集成了公司的可编程逻辑器件开发流程中所涉及的几乎所有的工具和第三方软件接口,可以创建,组织和管理用户的设计.主要能够实现设计输入,综合,布局布线,时序分析,仿真,编程和配置,系统级设计,软件开发,时序逼近,调试和工程更改管理的功能.可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式,能够反复使用,无需专用的编程器,只要换一片芯片即可修改功能.增强了设计的灵活性,有效地提高了工作效率,增加了系统的可靠性和稳定性,提高了技术指标.因此,基于的电路设计过程更加灵活且通用性更好.1.2实
5、习目的1利用硬件描述语言结合器件设计一个音乐播放器,为其他电路的设计提供一定借鉴作用.152了解音乐播放器的原理,运用刚刚学过的数电知识设计并制作音乐播放器,而且通过音乐播放器的制作进一步了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及其使用方法.由于音乐播放器包括组合逻辑电路和时序电路,通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法,从而实现理论与实践相结合. 3总的来说,本次设计有助于学生对电子线路知识的整合和电子线路设计能力的训练,并为后继课程的学习和毕业设计打下一定的基础.15第二章设计要求2.1设计要求2.1.1实习设计任务设计并实现具有一
6、定功能的音乐播放器:1实现预先设置乐曲的播放功能.2实现乐曲按键输入,实现简易电子琴功能.3实现实时连续播放.2.1.2实习设计要求1采用语言编写程序,启动全程编译,生成具体输入,输出端口的图形文件.启动全程功能仿真,生成仿真波形文件.生成下载文件,在实验开发板上利用公司的芯片进行功能验证.2编写设计报告,要求包括方案选择,程序清单,调试过程,测试结果及心得.15第三章总体方案3.1原理介绍为了便于理解,首先介绍一下硬件电路的发声原理.我们知道,声音的频谱范围约在几十到几千赫兹,若能利用程序来控制某个引脚输出一定频率的矩形波,接上扬声器就能发出相应频率的声音.而乐曲中的
7、每一音符对应着一个确定的频率,因此,要想发出不用音符的音调,实际上只要控制它输出相应音符的频率即可.乐曲都是由一连串的音符组成,因此按照乐曲的乐谱依次输出这些音符所对应的频率,就可以在扬声器上连续地发出各个音符的音调.而要准确地演奏出一首乐曲,仅仅让扬声器能够发声是不够的,还必须准确地控制乐曲的节奏,即每个音符的持续时间.由此可见,乐曲中每个音符的发音频率及其持续的时间是乐曲能够连续演奏的两个关键因素.而简易电子琴,工作原理与乐曲演奏一样,只是将固定预置乐曲变成了手动按键输入,节拍时间取决于按键的停留时间,如果合适,同样能播放出完整的歌曲
