基于cpld的midi音乐播放器的设计

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1、基于CPLD的MIDI音乐播放器的设计【摘要】现代电子系设计领域中的EDA是随着计算机辅助设计技术的提高和可编程逻辑器件应运而生并不断完善的。可编程逻辑器件，特别是目前CPLD/FPGA的广泛应用，为数字系统的设计带来极大的灵活性。本音乐播放器依据MIDI音乐基本原理，结合EDA技术，采用ALTERA公司的可编程逻辑器件（CPLD）EPM240T100C5作为控制核心而设计的。本设计主要利用VHDL语言进行编程，在CPLD内部设计出音调发生器、音乐编码器、彩灯闪烁控制器三个模块，再配上时钟、彩灯、开关、扬声

2、器等必要的外围电路，从而实现四首音乐选择播放、并配有随音乐节奏而闪烁变化的彩灯等功能的EDA应用系统。通过本次设计，可以体现出可编程逻辑器件CPLD/FPGA等在电子设计领域的广泛应用，设计者可以方便的设计出符合要求的芯片或应用系统。【关键词】EDA，CPLD，MIDI音乐播放器，VHDL语言DesignofMIDIMusicPlayerBasedonCPLD【Abstract】TheEDAtechniqueinmodernelectronicdesignfield,emergedanddevelopeda

3、longwiththeadvanceofCADandprogrammablelogicdevice(PLD).PLD,especially,thewidelyapplicationinCPLDandFPGA,bringsmuchconveniencesindigitalsystemdesign.ThismusicplayerisdesignedaccordingtoMIDImusicbasicprinciple,usingEDAtechnology,basedonComplexProgrammableLog

4、icDevice(CPLD)EPM240T100C5tobeacontrolcoreblockwhichproducedbyALTERAcompany.ThisdesignprogramwithVHDLlanguage,designedToneblock,musiccoderandlightcontrollerinCPLD,andmatchedtosomenecessaryperipherycircuitssuchasclock,light,switch,loudhaileretc.,torealizefo

5、ursongschosenplaying.TheEDAapplicationsystemincludesseriesoflightschangingshinningwiththedifferenttonesinthemusic.Throughthisdesign,itcanseethatCPLD/FPGAhasawidelyapplicationinElectronicarea.Thedesignercandesignachiporasystemexpediently.【KeyWords】EDA，CPLD，

6、MIDIMusicPlayer，VHDL目录第1章绪论11.1选题的背景和意义11.1.1选题的背景11.1.2国内外研究现状21.1.3应用及发展趋势31.2研究的基本内容31.2.1CPLD的设计31.2.2外围电路的设计4第2章总体设计概述52.1MAXII系列CPLD52.2总体设计思路62.1.1总体设计框图与设计思路62.2.2CPLD设计思路72.2.2外围电路设计思路7第3章MIDI音乐播放器芯片设计93.1工作原理93.2模块设计93.2.1音乐编码器模块设计93.2.2音调发生模块设计1

7、03.2.3彩灯闪烁控制模块的设计123.2.4开关选择模块设计123.2.5顶层模块设计133.3歌曲选择13第4章外围电路设计144.1时钟电路144.1.1音乐节奏时钟144.1.2彩灯闪烁节奏时钟产生电路154.2音频功率放大电路154.3音乐选择开关与彩灯闪烁控制电路16第5章芯片制作及系统调试175.1CPLD程序下载175.2系统调试175.2.1音乐节奏时钟的调试175.2.2彩灯控制时钟的调试185.2.2音频功率放大的调试18结论19参考文献20附录22附录A总电路图22附录B系统实物图

8、23附录CVHDL源代码24致谢50图目录图2.1EPM240T100C管脚封装图及管脚功能说明6图2.2音乐播放器的工作原理图7图3.1芯片原理9图4.1音乐节奏时钟产生电路图15图4.2音频功率放大电路图16图4.3开关电路及彩灯电路16表目录表3.1音符的分频数和预置数10表3.2音符与频率对照表11表3.3不同音符对应彩灯闪烁表12表5.1音乐节奏时钟调试记录18表5.2彩灯控制时钟调试记录18表5.3音