EDA课程设计-可编程电子琴

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1、河北科技大学课程设计报告学生姓名（学号）：专业班级：课程名称：EDA技术课程设计学年学期：2012—2013学年第2学期指导教师：2013年6月1课程设计成绩评定表1摘要系统应用FPGA技术，通过VHDL编程，在CPLD上实现。电子琴的基本原理是产生各个音符对应的频率，将频率放大后驱动喇叭发出音响。该电子琴包括手动弹奏与自动演奏两种功能，其中手动弹奏时还可录音回放。，系统由数控分频模块、音调发生模块、显示模块和乐曲演奏模块四个部分组成。系统实现是用硬件描述语言VHDL按模块化方式进行设计，然后进行编程、时序仿

2、真、整合。关键字：音符频率自动演奏录音回放AbstractSystemapplicationofFPGAtechnology,programmingwithVHDLandimplementedinCPLD.Electronicorganisthebasicprincipleofproduceeachnotecorrespondstothefrequency,thedrivenfrequencyenlargedtrumpetsound.Thekeyboardincludesmanualandautomaticp

3、layingtwofunctionsplayed,onehandcanalsobeplayedbacktherecordingsasheplayed.,tonesofsystembyCNCdividermodule,module,displaymoduleandthemusicplayingmodulefourparts.SystemimplementationistousehardwaredescriptionlanguageVHDLtodesigninthemodularway,thencarrieson

4、theprogramming,sequentialsimulation,integration.Keywords:notefrequencyautomaticallyplaytherecordingplayback1目录一、设计要求3二、系统设计31.设计规划32.基础部分原理33.简易电子琴的设计流程4三、单元模块设计41.数控分频模块（fenpin）42.音调发生模块（tone）63.显示模块（xianshi）84.乐曲演奏模块（auto）9四、顶层模块设计12五、仿真与调试15六、协同与分工17七、心得

5、体会17参考文献191一、设计要求基础部分1）电子琴设计两种模式，演奏模式和回放模式，演奏模式下按开始键即可按13个音符键演奏，自动记录前10秒的演奏。回放模式下自动播放演奏记录。播放完后回到演奏模式。2）演奏或播放时，数码管显示音符（无按键时显示--）；记录采样为20Hz；12个音符为用_5_6_71234567-1-2-3表示；模式状态用数码管最高位显示：演奏模式显示A，开始演奏键后A闪烁；回放模式显示P。发挥部分变速播放、变音高播放等。二、系统设计1.设计规划根据系统设计要求，系统设计采用自顶向下的设计

6、方法，它由演奏模块、音调发生模块和数控分频模块，存储模块，显示模块五部分组成。2.基础部分原理17本课程设计目的在于运用eda技术编程实现一个简易电子琴的乐曲演奏，它要求在实验箱上构造一个电子琴电路，不同的音阶对应不同频率的正弦波。按下每个代表不同音阶的按键时，能够发出相对应频率的声音，本次设计的电子琴还可将前十秒所奏音乐记录下来，然后回放。据系统的两大功能：手动弹奏与自动演奏，故系统可分为演奏模块（auto）、音调发生模块（tone）和数控分频模块(fenpin)和显示模块（xianshi）四部。3.简易电

7、子琴的设计流程根据系统设计要求，系统该系统基于计算机中时钟分频器的原理，设计采用自顶向下的设计方法，通过按键输入来控制音响或者自动演奏已存入的歌曲。它由显示模块、乐曲演奏模块、音调发生模块和数控分频模块四部分组成。用vhdl语言设计电路的流程：1.使用文本编辑器输入设计源文件。2.使用编译工具编译源文件：vhdl的编译语言。3.功能仿真。4.综合。综合的目的是在于将设计的源文件由语言转换为实际的电路。这一部分最终目的是生成门电路级的网表（netlist）。5.框图布局、布线。这一步的目的是生成用于编程文件。先

8、将各个设计中的门根据网表的内容和器件的结构放在器件的特定部位。然后，在根据网表中提供的各门的连接，把各个门的输入输出连接起来。6.编译完成，下载。三、单元模块设计1.数控分频模块（fenpin）该模块主要由317个工作进程组成。产生各音符所需的频率可用一分频器实现，由于各音符对应的频率多为非整数，而分频系数又不能为小数，故必须将计算得到的分频数四舍五入取整。若分频器时钟频率过低，则由于分频系数过小，