EDA音乐播放器说课.doc

PAGE  PAGE 14 EDA技术及应用课程设计说明书 2013 届 电子信息工程 专业 1班级 题 目 音乐播放器 学 号 姓 名 指导教师 二О一 五 年 6 月 25 日 音乐播放器基本原理 1 硬件电子琴设计原理 乐曲演奏的原理是：由于组成乐曲的每个音符的频率值（音调）及其持续时间（音长）是乐曲演奏的2个基本数据，因此需要控制输出到扬声器的激励信号的频率高低和该频率信号持续的时间。频率的高低决定了音调的高低，而乐曲的简谱与各音名的频率对应关系在后面将给出。所有不同频率的信号都是从一基准频率分频而得来的，由于音阶频率多为非整数，而分频系数有不能为小数，故必须将计算得到的分频数进行向下取整，基准频率和分频系数应综合考虑加以选择，从而保证音乐不会走调。如在48MHz 时钟下，中音1（对应的频率值是523.3Hz）的分频系数应该为(2*523.3)=45863，这样只需对系统时钟进行45863次分频即可得到所要的中音M1（分频系数计算公式为D=F/2K，由于F/2K之后，会使分频系数D变小，所以功能模块中语句：beep_r=!beep_r，使得输出取反，K=F/2count_end，消除了前面除以2K的影响） 。 2 乐曲自动演奏设计原理 硬件电路和自动演奏的原理同硬件电子琴实验原理类似。至于其他音符，同样可由一式求出对应的分频系数。在程序中设置一个状态机，每250ms改变一个状态（即一个节拍），组成乐曲的每个音符的频率值（音调）相对应于状态机的每一个状态。只要让状态机的状态按顺序转换，就可以自动演奏播放音乐了。《欢乐颂》乐曲的简谱如图所示： 3 消抖原理 作为机械开关的键盘，在按键操作时，由于机械触点的弹性及电压突跳等原因，在触点闭合或开启的瞬间会出现电压抖动，实际应用中如果不进行处理将会造成误触发。 由于这里是低电平表示按键按下，所以按键去抖动的关键在于提取稳定的低电平状态，虑除前沿、后沿抖动毛刺。对于一个按键信号，可以用一个脉冲对他进行取样，如果连续三次取样为低电平，可以认为信号已经处于键稳定状态，这时输出一个低电平按键信号。继续取样的过程中如果不能满足连续三次取样为低，则认为键稳定状态结束，这时输出变为高电平。 音乐播放器的硬件设计 1顶层模块输入输出：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: DO key1: RE key2: ME key3:FA key4: SOL key5: LA key6: SI key7:功能切换键2 按键消抖模块输入：时钟信号——clk, 功能切换键——key7输出：稳定脉冲信号3 电子琴模块 输入：时钟信号——clk ,按键——[6:0]key , 输出：LED灯——[6:0]led ，蜂鸣器——beep； Key0: DO key1: RE key2: ME key3:FA key4: SOL key5: LA key6: SI 按下相应的键有对应LED灯指示。4乐曲自动演奏模块输入：时钟信号——clk;输出：蜂鸣器——beep三 元器件列表： 序号耗材名称型号/规格技术要求与参数数量单位1PCB制版10cm*8cm2层板1块2CPLDEPM7064AELC44-10N44引脚，PLCC封装1个3数码管SR420401K 11074位，共阴极，40mm*15mm2个4PLCC-44 底座通用44引脚1个5钟振方形12MHz，4引脚1个6电阻通用200欧姆8只7电阻通用1K欧姆14只8电阻通用10K欧姆10只9电阻通用50欧姆1只10电容104独石电容0.1uF6只11电容电解电容50V,10uF1只12按键通用4引脚4只13发光二极管通用红色3只14发光二极管通用绿色3只15三极管通用NPN9只16双排插头通用10针1个17电源接插线通用含20cm电源线1对 音乐播放器的Verilog实现 1电子琴程序module