vhdl电子琴的设计

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1、目录摘要IAbstractII1前言11.1设计目的11.2设计内容12总体方案设计12.1设计思路12.2方案比较13EDA、VHDL简介13.1EDA技术13.2VHDL语言特点23.3VHDL的设计流程23.3.1设计输入33.3.2综合33.3.3布局布线43.3.4仿真43.3.5下载和硬件测试44电子琴的设计过程44.1使用平台介绍44.2系统组成54.2.1EP1C12Q240C8芯片介绍54.2.2时钟和复位电路64.2.3蜂鸣器电路64.2.4独立按键电路74.2.5配置电路74.3工作原理84.4

2、电路设计模块94.4.1顶层模块(top)的设计94.4.2自动演奏模块(automusic)的设计94.4.3音调发生器模块(tone)的设计104.4.4数控分频模块（speaker）的设计104.4.5锁相环部分104.4.6分频器部分115系统测试及参数115.1测试使用的仪器115.2引脚锁定115.3测试方法125.4指标测试和测试结果126设计总结12参考文献14附录15致谢21摘要EDA技术在电子信息、通信、自动控制用计算机等领域的重要性日益突出。本程序设计的是简易电子琴的设计。采用EDA作为开发工具

3、，VHDL语言为硬件描述语言，quartusII作为程序运行平台，所开发的程序通过调试运行、波形仿真验证，初步实现了设计目标。本程序使用的硬件描述语言VHDL，可以大大降低了硬件数字系统设计的入门级别，核心是一数控分频器，对输入的脉冲进行分频，得到每个音阶对应的频率，由此实现简易电子琴的发音功能。电子琴可演奏由键盘输入的音阶，同时在数码管上显示对应音节的频率。本设计基于超高速硬件描述语言VHDL在Altera公司的Cyclone系列的EP1C12Q240C8芯片上编程实现。关键词：电子琴；课程设计；EDA；VHDLA

4、bstractEDAtechnologyintheelectronicinformation,communication,automaticcontrolcomputerandotherareasofthegrowingimportanceoutstanding.Thisdesignprogramissimplekeyboarddesign.UsingEDAtools,VHDLlanguageasadevelopmentforhardwaredescriptionlanguage,quartusIIasprogram

5、operationplatform,developedtheprogramthroughthepost-saleservice,thewaveformsimulationvalidation,preliminarilyrealizeddesigngoal.ThisprogramUSEShardwaredescriptionlanguageVHDLcanbegreatlyreducedthehardwaredigitalsystemdesignofintroductorylevel,coreisanumericalco

6、ntrolpoints,thefrequencyofaninputpulsesofsplitfrequency,geteachoctavefrequency,thusrealizingthecorrespondingsimplekeyboardpronunciationfunction.Keyboardcanbeplayedbykeyboardinputtheoctave,whileindigitaltubedisplayonthefrequencyofcorrespondingsyllable.Thisdesign

7、basedonultra-highspeedVHDLVHDLAlteracompanyinCycloneseriesofEP1C12Q240C8chipprogrammingrealization.Keywords:Keyboard;Coursedesign;EDA,VHDLII1前言1.1设计目的巩固和运用所学课程，理论联系实际，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力，通过对一个简易的八音符电子琴的设计，进一步加深对计算机原理以及数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉数字电路系统设计、制作与调试的方法

8、和步骤。巩固所学课堂知识，理论联系实际，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。为了进一步了解计算机组成原理与系统结构，深入学习EDA技术，用VHDL语言去控制将会使我可以更好地掌握有关本专业的知识。1.2设计内容本设计基本部分是用VHDL语言设计一个简易的八音符电子琴，在QuartusII平台下下载到Cyclone系列的EP1C12Q