EDA课程设计报告--乐曲自动演奏机

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1、《EDA技术及应用》课程设计报告系部：电子通信工程系指导教师：学号：姓名：同组人：二О一一年十二月日《EDA技术及应用》课程设计题目任务书本设计持续10天（两周），其中最后一天为答辩时间。第1-2天：理解题目，准备参考资料，设计相应硬件，检查、调试实验软件，进入设计环境，开始设计方案和验证方案的准备；第3-4天：完成设计与验证方案，经指导老师验收后进入模块电路设计；第5-7天：完成模块电路设计，进行代码输入，并完成代码的初步仿真；第8-9天：代码功能仿真正确，约束设计，综合、下载，实现设计目标，并指导老师验收设计；整理设计资料，撰写报告、准备答辩；第10天：验收合格后进

2、行答辩。报告要求：报告依据教务关于课程设计的相应文件写出题目　乐曲自动演奏机设计要求（１）可以在电路上能自动演奏《友谊地久天长》乐曲，也可自行选择其他乐曲。（2）有相应的LED灯指示高低音。其他要求：1．晶振为12MHz2.采用CPLD器件，为ALTERA的EPM7064SL-44EDA技术及应用课程设计(乐曲自动演奏机)一．设计目的学习利用硬件电子琴实验的原理设计硬件演奏电路。在实验箱上实现自动演奏乐曲。二．开发工具简介（1）EDA技术EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、

3、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。　　EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。　　利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到计出IC版图或PCB版图的整个过程的计

4、算机上自动处理完成。（2）硬件描述语言verilogVHDLVerilogHDL是硬件描述语言的一种，用于数字电子系统设计。该语言是1983年由GDA（GateWayDesignAutomation）公司的PhilMoorby首创的。随着Verilog-XL算法的成功，VerilogHD语言得到迅速发展。（3）VerilogHDL的设计流程一般是：1.文本编辑：用任何文本编辑器都可以进行，也可以用专用的HDL编辑环境。通常VerilogHDL文件保存为.v文件。2.功能仿真：将文件调入HDL仿真软件进行功能仿真，检查逻辑功能是否正确（也叫前仿真，对简单的设计可以跳过这一

5、步，只有在布线完成之后，才进行时序仿真）。3.逻辑综合：将源文件调入逻辑综合软件进行综合，即把语言综合成最简的布尔表达式。逻辑综合软件会生成.edf（EDIF）的EDA工业标准文件。（最好不用MAX+PLUSII进行综合，因为只支持VHDL/VerilogHDL的子集）4.布局布线：将.edf文件调入PLD厂家提供的软件中进行布线，即把设计好的逻辑安放到CPLD/FPGA内。5.时序仿真：需要利用在布局布线中获得的精确参数，用仿真软件验证电路的时序（也叫后仿真）。三．实验原理乐曲演奏的原理是：由于组成乐曲的每一个音符的频率值（音调）及其持续时间（音长）是乐曲演奏的两个基

6、本数据，因此需要控制输出到扬声器的激励信号的频率高低和该频率信号继续的时间。频率的高低决定了音阶的高低，而乐曲的简谱与各音名的频率对应关系如表图所示。所有不同频率的信号都是从同一基准频率分频而得来的，由于音阶频率多为非整数，而分频系数不能为小数，故必须将计算得到的分频数进行四舍五入取整，基准频率和分频系数应综合考虑加以选择，从而保证音乐不会走调。在程序中设置了一个状态机，每750ms改变一个状态即一个节拍，组成每个乐曲的每个音符的频率值相对应于每个状态机的每一个状态。只要让状态机的状态按顺序转换，就可以自动播放音乐了。乐谱见下图（注：N一拍；N两拍；N·四拍；N·八拍；

7、N为音谱）。（节选）四．设计具体内容1.源程序modulemusic(clk,beep,led);//模块名称inputclk;//系统时钟48MHzoutputbeep;//蜂鸣器输出端output[7:0]led;regbeep_r;//寄存器reg[7:0]led_r;reg[7:0]state;//乐谱状态机reg[13:0]count,count_end;reg[21:0]count1;parameterL_1=16'd22936,L_2=16'd20429,L_3=16'd18204,L_4=16'd17182,L_5=16'