eda电子设计使用verilog语言电子琴实验报告.doc

电子设计自动化课程设计报告 院 系： 信息工程学院 专 业： 电子信息工程 学 号： 姓 名： 指导教师： 2013 年 月 日 目 录 1设计目的………………………………………………………3 2题目描述与要求………………………………………………3 3课程设计报告内容……………………………………………3 3.1设计原理与思路……………………………………………3 3.2操作过程……………………………………………………4 3.3设计和调试过程中出现的问题及解决方法………………7 4设计总结和心得体会…………………………………………8  课程设计目的 使用VerilogHDL语言进行前端设计，并使用Quaruts软件在实验箱上实现仿真，实现硬件电子琴。电子琴要求有8个音阶，使用外部时钟信号32MHz，能同步显示音阶。 课程设计题目描述和要求 题目：简易电子琴的设计 主要功能：（1）设计一个八音电子琴。 （2）由键盘输入控制音响，同时可自动演奏乐曲。 （3）用户可以将自己编制的乐曲存入电子琴，演奏时可选择键盘输入乐曲或者已存入的乐曲。 三、课程设计报告内容 3.1设计原理与思路 系统由数控分频器、乐曲存储模块以及发声模块组成。数控分频器对FPGA的基准频率进行分频，得到与各个音阶对应的频率输出。乐曲存储模块产生节拍控制和音阶选择信号，即在此模块中可存放一个乐曲曲谱真值表，由一个计数器来控制此真值表的输出，而由计数器的计数时钟信号作为乐曲节拍控制信号。由发声模块产生音符对应的频率的信号来使扬声器发音。 模块automusic 模块automsic由auto信号来选择发声的方式，auto=0时系统自动播放内置的音乐，auto=1时由键盘来手动演奏音乐。 （2）模块TONE 模块Tone是音阶发生器，当8位发声控制输入Index中某一位为高电平时，则对应某一音阶的数值将从端口Tone输出，作为获得该音阶的分频预置值；同时由Code输出对应该音阶简谱的显示数码，如‘5’，并由High输出指示音阶高8度显示。 （3）模块Speaker 模块Speaker中的主要电路是一个数控分频器，它由一个初值可预置的加法计数器构成，当模块Speaker由端口Tone获得一个2进制数后，将以此值为计数器的预置数，对端口Clk12MHZ输入的频率进行分频，之后由Spkout向扬声器输出发声。 3.2操作过程 新建工程 添加模块 查找对应芯片 调试程序 波形仿真 生成逻辑图 设置管脚 3.3设计和调试过程中出现的问题及解决方法 在初次编写分频模块时候，使用的是比较基本的计数器分频法，编写程序后在modelsim软件中进行了仿真，发现无法观察到分频情况。经过分析，原因是由于分频比过大，因此在波形图中很难观察到。而且由于预分频的占空比很小，更难以观察到高电平。在原因找到后，为了考察程序的性能，我们将输入频率减小。同时适当缩小分频比，这样就得到了模块仿真中的分频波形。 设计总结和心得体会 通过这次课程设计发现，水平提高了；将与整合，服务于教学实践，能力这个实验十分有意义 我获得很深刻的经验立足于，以解决教学中的实际问题为目的，以，问题即课题，即，专家，。采取与结合的方式，的问题，实践性。这种做法既有助于完成，又有助于带动实践，解决实际问题 module top(clk32MHz,handTOauto, code1,index1,high1,spkout); input clk32MHz,handTOauto; //32MHz系统时钟,键盘输入/自动演奏 input [7:0] index1;//键盘输入信号 output [6:0] code1; //音符显示信号 output high1,spkout;//高低音节信号,音频信号 wire [10:0] tone; wire [7:0] indx; automusic u0(.clk(clk32MHz),.index2(index1),.index0(indx),.auto(handTOauto)); tone u1(.index(indx),.tone0(tone),.code(code1),.high(high1)); speaker u2(.clk1(clk32MHz),.tone1(tone),.spks(spkout)); Endmodule module automusic(clk,auto,ind