基于FPGA的电子琴设计课程设计.doc

基于FPGA的电子琴设计 课程设计 PAGE II PAGE I 摘 要 乐曲演奏广泛用于自动答录装置、手机铃声、集团电话、及智能仪器仪表设备。实现方法有许多种。现用可编程逻辑器件（PLD）来完成该设计。核心是一数控分频器，对输入的脉冲进行分频，得到每个音阶对应的频率，由此实现简易电子琴的发音功能。电子琴可演奏由键盘输入的音阶，同时在数码管上显示对应音节的频率。本设计基于超高速硬件描述语言VHDL在Altera公司的CycloneⅡ系列的EP2C5T144C8芯片上编程实现；经仿真，调试基本能够达到技术指标，仿真结果基本正确。? 关键词 音乐译码电路模块，VHDL，数控分频，电子琴 Abstract Music performances are widely used in automatic answering devices, cell phone ring tones, the Group phones, smart instrumentation and equipment。The design is accomplished using a programmable logic device (PLD). The core is a numerical control frequency divider, the input pulse frequency, the frequency of each scale corresponding to the frequency, thus achieving the function of simple electronic piano. The electronic piano can be played by the keyboard input of the scale, while in the digital tube display the corresponding syllable frequency. The design based on ultra high speed hardware description language VHDL on Alteras cyclone II Series ep2c5t144c8 chip programming; the simulation and debugging can basically meet the technical indicators, and the result of simulation is correct. Keywords Music decoder circuit module，VHDL，Numerical control pointing frequency modules，electronic organ 沈阳工程学院课程设计 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘 要 h I Abstract h II 1 引言 h 1 2 VHDL简述及应用 h 2 2.1VHDL简述 h 2 2.2 VHDL的应用 h 2 3 FPGA的简述 h 3 3.1 FPGA的介绍 h 3 3.2 FPGA的整体结构 h 3 3.3 Altera公司的FPGA h 3 4 电子琴演奏系统设计原理分析 h 4 4.1电子琴演奏设计的基本要求 h 4 4.2电子琴演奏原理 h 4 4.3音名与频率的关系 h 5 4.4控制音长的节拍发生器 h 6 5 电子琴硬件演奏电路的层次化设计方案 h 8 5.1按键控制模块 h 8 5.2自动演奏模块 h 8 5.3自动播放控制模块 h 9 5.4数控分频模块设计 h 9 5.5数码管译码显示 h 10 5.6音频驱动模块 h 10 结论 h 11 致谢 h 12 参考文献 h 13 附录1 h 14 附录2 h 15 1 引言 我们生活在一个信息高速发达的时代，各种各样电子产品层出不穷。对于广大老百姓来说，电子琴可以说已经不再是什么“新鲜玩意”了，它现在作为一种休闲和娱乐的产品早就推出市面，面向百姓，进入了我们的生活。作为一个电子信息科学与技术专业的学生，了解这些电子产品的基本的组成和设计原理是十分必要的，我们学习过了计算机组成的理论知识，而我所做的课程设计正是对我学习的理论进行实践和巩固。本设计主要介绍的是一个用超高速硬件描述语言VHDL设计的一个具有若干功能的简易电子琴；集科学性，先进性，创新性，实用性于一体，其理论基础源自于计算机组成原理的时钟分频器。 2