eda_電子琴課程設(shè)計(jì)

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1、EDA課程設(shè)計(jì)基于VHDL文本輸入法的樂(lè)曲演奏電路的設(shè)計(jì)摘要本課程設(shè)計(jì)主要采用EDA技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的八音符電子琴，它可通過(guò)按鍵輸入來(lái)控制音響從而演奏出已存入的樂(lè)曲。在課程設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)為WindowsXP，程序設(shè)計(jì)采用VHDL語(yǔ)言，程序運(yùn)行平臺(tái)為MAX+plusⅡ。然后編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)電子琴的各項(xiàng)功能，使不同的音階對(duì)應(yīng)不同頻率的正弦波，按下不同的鍵時(shí)發(fā)出對(duì)應(yīng)頻率的聲音。程序通過(guò)調(diào)試運(yùn)行，時(shí)序仿真，電路功能驗(yàn)證，順利地實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。關(guān)鍵詞電子琴；EDA；VHDL；音階；頻率AbstractThemainuseofthiscurriculumdesignEDAtechnologyto

2、designasimpleeight-noteorgan,itcanbekeytocontroltheaudioinputsoastohavebeendepositedinaconcertofmusic.Inthecoursedesign,systemdevelopmentplatformforWindows2000,theproceduresVHDLdesignlanguage,platformforrunningMAX+plusⅡ.Andthenprogramtoachievethevariousfunctionsoftheorgan,sothatdifferentscalecor

3、respondstoadifferentfrequencysinewave,pressdifferentkeyswhenthevoiceofthecorrespondingfrequency.Runningthroughthedebuggingprocess,timingsimulation,functionalverificationcircuit,successfullyachievedthegoalofthedesign.KeyWordsElectricpiano;EDA;VHDL;scale;frequency1引言隨著信息科學(xué)的進(jìn)步，現(xiàn)代電子產(chǎn)品的性能越來(lái)越高，復(fù)雜度越來(lái)越大

4、，更新步伐也越來(lái)越快，電子技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了劃時(shí)代的階段。其中電子技術(shù)的核心便是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA（ElectronicDesignAutomatic）技術(shù)。EDA是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)的最新成果而開(kāi)發(fā)出的電子CAD通用軟件包，它根據(jù)硬件描述語(yǔ)言HDL完成的設(shè)計(jì)文件，自動(dòng)完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局布線(xiàn)及仿真，直至完成對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。本課程設(shè)計(jì)就是采用EDA技術(shù)描述語(yǔ)言VHDL編程實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易電子琴的各項(xiàng)功能，是EDA技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的一個(gè)很好的例子。1.1課程設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)主要是基于VHDL

5、文本輸入法設(shè)計(jì)樂(lè)曲演奏電路，該系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)中時(shí)鐘分頻器的原理，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)按鍵輸入來(lái)控制音響或者自動(dòng)演奏已存入的歌曲。系統(tǒng)由樂(lè)曲自動(dòng)演奏模塊、音調(diào)發(fā)生模塊和數(shù)控分頻模塊三個(gè)部分組成。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)是用硬件描述語(yǔ)言VHDL按模塊化方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行編程、時(shí)序仿真、電路功能驗(yàn)證，奏出美妙的樂(lè)曲。該設(shè)計(jì)最重要的一點(diǎn)就是通過(guò)按鍵控制不同的音調(diào)發(fā)生，每一個(gè)音調(diào)對(duì)應(yīng)不同的頻率，從而輸出對(duì)應(yīng)頻率的聲音。1.2課程設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的八音符電子琴，它可通過(guò)按鍵輸入來(lái)控制音響。（2）系統(tǒng)演奏時(shí)可以選擇是手動(dòng)演奏（由鍵盤(pán)輸入）還是自動(dòng)演奏已存入的樂(lè)曲。（3）能夠自動(dòng)演奏多首樂(lè)

6、曲，且樂(lè)曲可重復(fù)演奏。1.3課程設(shè)計(jì)原理本課程設(shè)計(jì)目的在于靈活運(yùn)用EDA技術(shù)編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)易電子琴的樂(lè)曲演奏，它要求在實(shí)驗(yàn)箱上構(gòu)造一個(gè)電子琴電路，不同的音階對(duì)應(yīng)不同頻率的正弦波。按下每個(gè)代表不同音階的按鍵時(shí)，能夠發(fā)出對(duì)應(yīng)頻率的聲音。故系統(tǒng)可分為樂(lè)曲自動(dòng)演奏模塊（AUTO）、音調(diào)發(fā)生模塊（TONE）和數(shù)控分頻模塊(FENPIN)三部分。系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計(jì)原理圖如圖1-1所示。圖1-1系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計(jì)原理圖由于設(shè)計(jì)分模塊組成，每個(gè)單獨(dú)的模塊都是一個(gè)完整的源程序，分別實(shí)現(xiàn)不同性質(zhì)的功能，但是每個(gè)模塊又是緊密關(guān)聯(lián)的，前一個(gè)模塊的輸出很可能是后一模塊的輸入。如AUTO模塊的音符信號(hào)輸出就是TO

7、NE模塊的音符信號(hào)輸入。另外，時(shí)鐘脈沖信號(hào)在本課程設(shè)計(jì)中用的最多，用處也最大，一般情況下時(shí)鐘信號(hào)處上升沿有效，判斷和控制各個(gè)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)多少。2EDA、VHDL簡(jiǎn)介EDA技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)。EDA可提供文本輸入以及圖形編輯的方法將設(shè)計(jì)者的意圖用程序或者圖形方式表達(dá)出來(lái)，而我們經(jīng)常用到的VHDL語(yǔ)言便是用于編寫(xiě)源程序所需的最常見(jiàn)的硬件描述語(yǔ)言（HDL）之一