用QuartusII设计电子琴.pptVIP

电子琴设计 设计要求 设计一个八音电子琴。 由键盘输入控制音响，同时可自动演奏乐曲。 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。 系统组成 系统由数控分频器和乐曲存储模块组成。 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。 模块设计 1.顶层模块的设计 2.自动演奏模块(automusic)的设计 3.音调发生器(tone)模块的设计 4.数控分频模块（speaker）的设计 1.顶层模块的设计 顶层模块由乐曲自动演奏（automusic），音调发生器（tone）和数控分频器（speaker）三个模块组成。 其中乐曲演奏部分又包括了键盘编码。 设置一个自动演奏/键盘输入切换auto，即当auto=“0”时，选择自动演奏音乐存储器里面的乐曲，auto=“1”时，选择键盘输入的信号。 顶层设计原理图 2.自动演奏模块(automusic)的设计 音乐存储模块的作用是产生8位发声控制输入index。 当 auto为“0”时，由存储在此模块中的8位二进制数作为发声控制输入，可自动演奏乐曲。 此模块的VHDL程序中包括两个进程，首先是对时基脉冲进行分频得到4Hz的脉冲，作为第二个进程的时钟信号，它用来控制每个音阶之间的停顿时间， 1/4=0.25s；第二个进程是音乐的存储，可根据需要编写不同的乐曲。 3.音调发生器(tone)模块的设计 音调发生器的作用是产生获得音阶的分频预置值。 当8位发声控制输入index中的某一位为高电平时，则对应某一音阶的数值将在端口tone输出，该数值即为该音阶的分频预置值，分频预置值控制数控分频器来对4MHz的脉冲进行分频，由此可得到每个音阶对应的频率。 例如输入index=，即对应的按键是2，产生的分频系数便是6809；code输出对应该音阶简谱的显示数码；high输出指示音阶高8度，低电平有效。 4.数控分频模块（speaker）的设计 数控分频模块对时基脉冲进行分频，得到与1、2、3、4、5、6、7七个音符对应频率。 该模块的VHDL程序中包含了三个进程。 首先对FPGA的32MHz的时基脉冲进行分频得到8MHz的脉冲， 然后按照tone1输入的分频系数对8MHz的脉冲再次分频，得到所需要的音符频率。 第三个进程的作用是在音调输出时再进行二分频，将脉冲展宽，使扬声器有足够发声功率。 电子琴程序设计与仿真 电子琴程序设计与仿真 1.顶层程序与仿真 2.音阶发生器程序与仿真 3.数控分频模块程序与仿真 4.自动演奏模块程序与仿真 1.顶层程序与仿真 --文件名：top.vhd --功能：顶层文件 --最后修改日期：2004.3.20 library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; entity top is Port ( clk32MHz :in std_logic; --32MHz系统时钟 handTOauto : in std_logic; --键盘输入/自动演奏 code1 :out std_logic_vector(6 downto 0); --音符显示信号 index1 :in std_logic_vector(7 downto 0); --键盘输入信号 high1 :out std_logic; --高低音节信号 spkout :out std_logic); --音频信号 end top; architecture Behavioral of top is component automusic Port ( clk :in std_logic; Auto: in std_logic; index2:in std_logic_vector(7 downto 0);