基于FPGA电子琴设计.doc

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1、南京师范大学物理科学与技术学院科研基金论文姓名：xxxxxx班级：08级通信工程设计题目:基于FPGA的PS/2键盘控制电子琴指导教师：宁晨二〇一一年六月摘要文中介绍了电子琴系统的整体设计,并基于超高速硬件描述语言VHDL在Altera公司的CycloneⅡ系列的EP2C8Q208CN芯片上编程实现.电子琴系统的设计包含四个模块,分别是控制输入电路、FPGA、显示电路和扬声器电路。其中FPGA模块的设计是整个电子琴系统设计的核心内容。四个模块的有机组合完成了电子琴自动演奏的功能。文中还详细介绍了FP

2、GA功能模块的原理及其工作时序仿真图。本产品的特点是成本较低，性能稳定，精度高，有一定的开发价值。DesignofElectronics_orgonsystembasedonFPGAAbstract:Itwillintroducetheintegratedesign—electronics_orgonsystembasedonFPGA.Thedesignwillbeachievedinthe2sc200—5pq208chipofXilinxcorporationwiththeVHDL(VeryHig

3、h-speedDescription-Language)ThedesignofElectronics_orgonSystemconsistof4parts,theyarecontrolinputcircuit、FPGA、displaycircuitandspeakercircuit.TheprogramdesignofFPGAisthecoreofthesystemdesign.Fourpartscombinedtoachievetheautomaticplayelectronics_orgonsy

4、stem.thearticleilluminatesthedetailofthebasiclawofFPGAmoduleandit’sworkingtimingcharacteristics.Sincethemostspecialtyoftheproductisit’slowcost、highprecision,it’sworthdeveloping.Keyword:FPGAVHDLElectronics_orgonsystemAutomaticplay目录摘要…………………………………………………

5、……………………………2目录………………………………………………………………………………3第一章系统设计………………………………………………………4第一节设计要求……………………………………………………41.1基本部分1.2发挥部分第二节设计思路………………………………………………………4第三节整体设计方案…………………………………………………43.1方案一3.2方案二3.3方案三第四节比较方案………………………………………………………5第二章FPGA简介………………………………………………………6

6、第一节FPGA背景……………………………………………………6第二节FPGA的基本原………………………………………………62.1MHZ_generator模块的原理2.2NoteTabs模块的原理2.3ToneTaba模块的原理2.4Speakera模块的原理第三节FPGA的基本特点……………………………………………7第四节FPGA基本结构………………………………………………8第三章单元电路设计…………………………………………………9第一节顶层模块(top)的设计…………………………………………9第二

7、节自动演奏模块（automusic）的设计…………………………9第三节音调发生模块（tone）的设计…………………………………9第四节数控分频模块（speaker）的设计……………………………9第四章PS2键盘控制电子琴程序…………………………………10第一节VHDL语言简介……………………………………………11第二节软件设计………………………………………………………11第五章参考文献………………………………………………………12第六章附录……………………………………………………………13第一章系统

8、设计第一节设计要求1.1基本部分设计一二十一音电子琴，由键盘输入来控制其对应的音响。1.2发挥部分设计一乐曲自动演奏器，由用户自己编制乐曲存入电子琴，电子琴可以完成自动演奏的功能。第二节设计思路通过可编程逻辑器件（PLD）和VHDL硬件描述引言来实现电子琴的基本部分和发挥部分的设计。对于基本部分，设计的主体是数控分频器，对输入的频率进行分频，得到各个音阶对应的频率最为输出。对于发挥部分，则在原设计的基础上，增加一个乐曲存储模块，代替了键盘输入，产生节拍控制（index