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赣南师院 物理与电子信息学院 课程设计报告书 八音电子琴的设计 论文题目 八音电子琴的设计 1 课程论文 （ ）设计一个简易的八音符电子琴，可通过按键输入来控制输出八个音。 要 求 （2）演奏时可以选择是手演奏（由键盘输入）或自动演奏已存入的乐曲。 （3）能显示所演奏的音谱和高低音的区别。 一）设计目的： 通过课程设计，加强自己的动手能力和运用所学知识解决问题的能力。EDA 技术是电子设计的发展趋势，利用EDA工具可以代替设计者完成电子系统设 计中的大部分工作。EDA工具从数字系统设计的单一领域，发展到今天，应 用范围已涉及模拟、微波等多个领域，可以实现各个领域电子系统设计的测 试、设计方针和布局布线等。设计者只要完成对电子系统的功能描述，就可 以利用计算机和工具，进行设计处理，最终得到设计结果。 当我们完成自己 的设计课程时，不仅使我们提高了理论与实践的能力，还能使我们的心理素 质得到提高，增强我们的自信心，让我们更好的发展自己。 二）方案论证： 设计过程 方案一：采用单个的逻辑器件组合实现。 八音电子琴可由三个模块组成。 1. 模块一：时钟分频器。作用是将高频时钟信号转化为低频音调信号。 它由4个16进制计数器74161构成。分频出八个不同的音调频率。 2. 模块二：选频器。作用是选出所需要的频率，即选出八个调中的一个， 它先用74148把八个信号编码成三位二进制数，再用八选一数据选择 器74151把我们要用的信号选出来。 3. 整形输出器。作用是把选出来的波形转化为声音频率波形。用555定 时器先把波形整形再用扬声器放出来。 这样虽然比较直观，逻辑器件分工鲜明，思路也比清晰，一目了然，但是由于 元器件种类、个数繁多，而过于复杂的硬件电路也容易引起系统的精度不高、 体积过大等不利因素。例如八个不同的音符是由八个不同的频率来控制发出 的，而采用方案一就可以运用不同的分频器来对信号进行不同程度的分频。方 2 八音电子琴的设计 框图如下： 分频器 选频器 整形输出器 : 方案二：采用VHDL语言编程来实现电子琴的各项功能。系统主要由乐曲自 动演奏模块、音调发生模块和数控分频模块组成。和方案一相比较，方案二更 加简洁，不需要去考虑电路内部具体是如何组成的只需要把它们的行为描述清 楚，再把整个系统分为了若干个模块，而不用牵涉到具体的硬件电路。这是用 用超高速硬件描述语言VHDL的优势，它不仅具有良好的电路行为描述和系统 描述的能力而且通俗易懂，容易学习。用大规模的集成芯片， VHDL 语言来 设计实现，源程序经美国Altera公司的MAX+PLUSⅡ软件调试优化，下载到 特定芯片（MAX 系列的EPM 7128SLC8415）后，可应用于实际的出租车计费 系统中通过编程来实现。这种方法能够很好的硬件和软件结合起来， VHDL 硬件描述语言打破了硬件和软件设计人员之间互不干涉的界限，