基于vhdl乐曲发生器的设计说明书

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1、摘要随着超大规模集成电路的发展，随着计算机已经深入生活中的每一个领域，人们的生活中已经有越来越多的自动化机器，这些机器给人类的生活带来的翻天覆地的变化，提供了巨大无比的方便。于是自动化设计技术应运而生，其中VHDL自动化设计语言是一门非常好用的语言。本设计是本着简单、方便而不乏趣味性和实用性的原则设计出的一个自动乐曲发生器，是所有能自动播放音乐机器的核心蓝本，MP3，随身听等现代音乐产品都是建立在此设计的基础之上的。因此此设计是非常重要而有意义的。本设计不仅具有自动播放音乐的功能，即播放已经存入的固定乐曲，也能够通过按键进行简单乐曲

2、的演奏。本设计是基于VHDL实现的，大体可以分为4个部分，分别是：音调发生器、音调编码器、手动自动选择及数控分频器。音调发生器主要是产生音调的部分，由于此设计比较简单，所以音调也不是很丰富；音调编码器主要是将人们可以看懂的音乐编码翻译成机器能看懂的数字编码，以实现透明服务；手动自动选择主要是用来为使用者提供手动演奏或自动播放选择服务的；数控分频器是用来将输入端的高频率信号处理成合适的输出信号。四个模块综合起来就成了今天我设计的自动乐曲发生器。我的目标是此设计能演奏出我喜欢的月光曲。关键词：自动化；乐曲发生器；VHDL；数字电路3

3、9ABSTRACTWiththedevelopmentofVLSIandthecomputerbeingusedwidelyineveryareaofdailylife,therearemoreandmoreautomatedmachinesinpeople’slifethatchangepeople’slifegreatlyandprovideanimmenseconvenience.Automateddesigntechniqueshaveemerged,andAutomaticVHDLdesignlanguageisavery

4、usefullanguage.Thisdesignistobesimple,convenientandnoshortageofinterestingandpracticalthatitisthecoreblueprintofmostautomaticmusicplayersuchasMP3andWalkMan.Asaresult,thedesignissoimportantandmeaningful.Thedesignnotonlyhastheabilitytoplayautomatically,butalsocanbeusedto

5、playbyusthroughclickingthekeyboard.ThedesignisbasedonVHDLcontaining4mainpartsthatareToneGenerator,ToneEncoder,ManualAutomaticselection,andNCdivider.ToneGeneratoristogeneratetone.Therearenomanykindtonesbecausethatthedesignisalittlesimple.Toneencoderwilltranslatesthemus

6、iccodesthatpeoplecanunderstandintodigitalcodecanbereadbymachines.TheManualAutomaticselectionpartprovidesthetwooptionsforusers.NCdividerwillhandletheinputhighfrequencysignalintotheappropriateoutputsignal.Putthefourpartstogether,wegettheAutomaticMusicPlayer.Mygoalisthat

7、thisdesigncanplaymyfavoritesong---MoonLight.Keywords:Automation；Playamusicalinstrument；VHDL；Digitalcircuit39目录第一章引言51.1自动乐曲发生器概述61.2本设计任务和主要内容6第二章VHDL及FPGA/CPLD简介82.1VHDL的简介82.2FPGA/CPLD简介9第三章基于VHDL的自动乐曲发生器的设计过程113.1原理描述113.1.1音名与频率的关系113.1.2可变分频器113.1.3节拍发生器原理133.2乐曲演

8、奏电路各模块设计133.3乐曲演奏电路的子结构133.3.1音调发生器模块133.3.2音调编码器电路模块153.3.3手动自动选择模块173.3.4数控分频器模块193.4顶层原理图及仿真223.4.1顶层原理图223.4.2顶层