《EDA技术及应用》 课程设计报告-电子琴及自动演奏

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1、EDA课程设计电子琴与自动演奏郑州航空工业管理学院《EDA技术及应用》课程设计报告2011届通信工程专业1113071班级题目：电子琴与自动演奏学号：姓名：同组人：指导老师：张松炜赵成邸金红马鹏阁2013年07月07日28EDA课程设计电子琴与自动演奏1课程设计要求1.1硬件电子琴设计设计要求：（1）按下KEY1~KEY7分别表示中音的DO、RE、ME、FA、SOL、LA、SI.（2）按住KEY8同时按KEY1~KEY7分别表示高音的DO、RE、ME、FA、SOL、LA、SI；（3）按下相应的键

2、有对应LED灯指示；其他要求：（1）晶振为12MHz.，采用CPLD器件为ALTERA的EPM7064AEL144-7N。1.2乐曲自动演奏机设计要求：（1）可以在电路上能自动演奏乐曲，在这里我们采用的是贝多芬的《欢乐颂》；（2）有相应的LED灯指示高低音；其他要求：（1）晶振为12MHz；（2）采用CPLD器件，为ALTERA的EPM7064AEL144-7N。1.3硬件电子琴设计+乐曲自动演奏机最初我们选择的设计是电子琴，但是由于电子琴的设计较为基础，因此我们对电子琴的设计进行了改进，将其与

3、乐曲自动演奏相结合，要求如下：设计要求：（1）按下KEY1—KEY7分别表示中音的DO、RE、ME、FA、SOL、LA、SI；（2）对于电子琴，按下相应的键有对应LED灯指示；（3）可以在电路上能自动演奏乐曲，在这里我们采用的是贝多芬的《欢乐颂》，且有相应的LED灯指示高低音；（4）能实现电子琴和乐曲自动演奏功能的切换。28EDA课程设计电子琴与自动演奏其他要求：（1）晶振为12MHz；（2）采用CPLD器件为ALTERA的EPM7064AEL144-7N。2整体规划2.1设计分析根据设计要求，

4、由于乐曲自动演奏机和硬件电子琴的设计已经存在，我们对已有的设计进行修改，形成两个不同功能的模块，然后采用元件例化，拼接两个模块，同时附加一个选择功能模块，以实现乐曲自动演机和硬件电子琴两个功能。2.1.1硬件电子琴分析对于硬件电子琴，参考了实验时使用的程序，已经达到的要求有：（1）按下key1~key7分别表示中音的DO、RE、ME、FA、SOL、LA、S；（2）按下相应的键有对应LED灯指示。2.1.2乐曲自动演奏机分析对于乐曲自动演奏机，参考了实验时使用的程序，已经达到的要求有：（1）可以在

5、电路上能自动演奏乐曲，在这里我们采用的是贝多芬的《欢乐颂》（2）有相应的LED灯指示高低音。而对于其他要求：（1）晶振为12MHz.；（2）采用CPLD器件为ALTERA的EPM7064SL-44。我们在实验箱验证时，先按照实验箱芯片和晶振进行就修改，在实验箱上确认实验相应功能之后，我们在对应模块的频率数值进行修改，并在对管脚重新锁定即可。2.1.3整体设计分析整体设计要求：用key8实现两个功能切换。添加一个选择器，以实现两个功能切换。当key8键没有按下时，电路实现硬件电子琴功能，当key8

6、键按下之后，电路实现乐曲自动演奏机。由于不存在现成可以借鉴的，于是，28EDA课程设计电子琴与自动演奏课程设计任务重心就放在了选择器模块的编写以及整体电路的合成上。2.2顶层模块输入输出图2-1顶层文件图形管脚说明：输入：时钟信号——clk,按键——[6:0]key,功能切换键——key7输出：LED灯——[6:0]led，蜂鸣器——beep；Key0:DOkey1:REkey2:MEkey3:FAkey4:SOLkey5:LAkey6:SIkey7:功能切换键2.3设计流程修改硬件电子琴模块修

7、改乐曲自动演奏模块编写选择器设计顶层文件综合编译、试验箱测试试验箱测试图2-1设计流程图2.4设计分工孙干：负责修改硬件电子琴以及乐曲自动演奏模块。周龙杰：负责编写选择器以及设计顶层文件。朱真：负责综合测试电路是否达到要求，并进行修改。28EDA课程设计电子琴与自动演奏3功能划分与模块化分3.1自动演奏模块自动演奏模块功能：在按下key7键后，实现可以自动播放乐曲的功能。3.1.1自动演奏设计方案（1）根据乐曲自动演奏的基本原理设计出适合EDA多功能试验箱的源程序，通过分频模块得到12MHZ的晶

8、振；源程序编写完成，编译调试后，在实验箱上验证其功能；（2）验证模块是否能完成实践要求的所有功能；然后去掉分频模块，将功能模块做适当的修改，编译调试成功后，将其下载到CPLD实验板上。3.1.2设计步骤（1）在QuartusⅡ中建立一个工程项目文件song.qpf，并在该项目下新建VerilogHDL源程序文件song.v输入程序代码并保存。完整的VerilogHDL程序参考程序清单。（2）然后在该工程选择目标器件并对相应的引脚进行锁定，在这里所选择器件为Alter公司的EPM7064SL-44