基于FPGA的乐曲自动播放器设计【参考】.doc

目 录 摘 要 I Abstract II 1. 前言 1 1.1研究背景 1 1.2关于EDA技术 1 1.3关于VHDL 2 1.4 EDA工具 4 1.5可编程逻辑控件FPGA 4 1.6有关于本次设计 5 2. 设计实现 6 2.1系统原理 6 2.1.1音符频率的获得 6 2.1.2音调的控制 7 2.1.3 音长的控制 7 2.1.4乐曲节奏的控制 8 2.1.5乐谱发生器 8 2.1.6乐曲演奏电路原理 8 2.2音乐硬件演奏电路的设计实现 8 2.2.1各个模块的功能简介 9 2.2.2 music模块 9 2.3地址发生器模块 12 2.3.1地址发生器的VHDL设计 12 2.3.2波形仿真 13 2.4分频预置数模块 13 2.4.1分频预置数模块的VHDL设计 13 2.4.2 波形仿真 14 2.5十六进制模块 15 2.5.1十六进制模块的VHDL设计 15 2.5.2 波形仿真 16 2.6 数控分频模块 16 2.6.1 数控分频模块的VHDL设计 16 2.6.2 波形仿真 18 2.7分频模块 18 2.8顶层文件 20 结束语 23 致谢 24 参考文献 25  摘 要 为了实现乐曲的自动演奏，本次设计采用Altera 公司的FPGA硬件电路，并且在QuartusII 9.0上，以硬件描述语言的系统层次的设计方法,设计数控分频器电路，利用数控分频原理设计音乐硬件演奏电路，并制定LPM-ROM存储音乐数据，完成乐曲自动演奏电路的设计, 并进行仿真。 关键词：FPGA；VHDL；Quartus II；Abstract In order to achieve the automatic music playing , this design uses Altera FPGA hardware circuit on the QuartusII 9.0. With the hardware description language design method of the system level, it designs the digital frequency divider circuit. With the numerical control dividing principle, it designs the music hardware circuit , and to develop LPM-ROM storage music data to complete the automatic playing music circuit design and simulation. Key words: FPGA; VHDL; Quartus Ⅱ; automatic music player  1. 前言 1.1研究背景 随着电子技术的飞速发展，微电子技术的进步主要表现在大规模集成电路加工技术即半导体工艺技术的发展上，使得本征半导体的工艺水平的线宽已经达到了60nm，并在不断地缩小，面在硅片单位面积上，集成了更多的晶体管。集成电路设计正在不断地向超大规模，极低功耗和超高速的方向发展，电子产品的功能越来越强大，体积越来越小，功耗越来越低。 顺应电子技术的发展趋势，可编程逻辑器件和EDA 技术使设计方法发生了质的变化。把以前“电路设计+硬件搭试+调试焊接”转化为“功能设计+软件模拟+仿真下载”。利用EDA 开发平台，采用可编程逻辑器件CPLD／FPGA 使硬件的功能可通过编程来实现，这种新的基于芯片的设计方法能够使设计者有更多机会充分发挥创造性思维，实现多种复杂数字逻辑系统的功能，将原来由电路板设计完成的工作放到芯片的设计中进行，减少了连线和体积，提高了集成度，降低了干扰，大大减轻了电路设计和PCB设计的工作量和难度，增强了设计的灵活性，有效地提高了工作效率，增加了系统的可靠性和稳定性，提高了技术指标。 这些技术使得各种电子产品迅速的进入了我们的生活，我们处在一个被电子产品深度包围的时代，在一个普通老百姓的家里，衣食住行，每一个产品的诞生都离不开EDA技术，从彩色电视机，到智能冰箱，到全自动洗衣机，电饭煲，到微波炉，电磁炉，电子琴，再到个人随身用的手机，MP3音乐播放器都需要EDA技术提供支持。 1.2关于EDA技术 随着科学技术的进步，电子器件和电子系统设计方法日新月异，电子设计自动化（Electronics Design Automation，EDA）技术正是适应了现代电子产品设计的要求，吸收了多学科必威体育精装版成果而形成的一门新技术。现如今掌