数字逻辑电路课程设计简易电子琴_百度文库.doc

学号 数字逻辑电路课程设计 设计说明书 简易电子琴 起止日期： 2012 年 1 月 2 日至 2012 年 1 月 6 日 学 班 成生姓名 级 绩 xxxx xxxx 指导教师(签字) 电子与信息工程系 2012年 1 月 6 日 综 合 实 验 简单电子琴 一、实验目的 1．掌握较复杂逻辑的设计、调试。 2．进一步掌握用ABEL语言设计数字逻辑电路。 3．熟悉Synario软件的使用方法。 4．熟悉ISP器件的使用。 5．了解音调的初步知识。 二、实验所用器件和仪表 1．PLCC封装的lSPl016或者M4-64／32 1片 2．示波器 1台 3．万用表 1块 三、实验内容 1．用ABEL语言设计一个电子琴。使用TDS实验台上的8个电平开关做琴键。电平开关输出为高电平时相当于琴键按下，电平开关输出为低电平时相当于琴键松开。电子琴共有C调的8个音：1、2、3、4、5、6、7和1。 2．在Synario中，将设计好的程序输入、编译、连接，生成JEDEC格式的文件。 3．将JEDEC格式的文件下载到器件中。 4．在TDS数字电路实验台上对设计进行调试。调试时用实验台上的小喇叭做发声装置。 四、实验提示 1．C调的音符与频率的关系如表5．4所示： 表5．4 音符与频率的关系 台喇叭区域的开关J1置为开路，从“输入”插孔向驱动喇叭的三极管基极送控制信号，则控制喇叭按希望的频率发声。 2．设计一个多模计数器，对实验台上的某一时钟(例如1OOKHz)进行分频，产生8种希望的频率。 注意驱动喇叭的方波占空比应是50％，以增大音量。 3．根据开关电平输出确定9种状态(包括不发声状态)之间的转换。 4．ISPl016的引引脚图见图9。 五、实验步骤 1．按照自己的设计，连接好实验箱上的电路图，并且将试验箱与电脑用烧录线连接好。 2．打开Synario软件，新建一个.syn的文件，命名为hh 图1 新建“hh.syn”文件 3．工程创建好后双击工程，选择ispLSI 1000系列的ispLSI1016E-80LJ44芯片 图2 选择ispLSI1016E-80LJ44芯片 4．完成芯片选择的工程 图3 完成芯片选择 5．点击new按钮，选ABEL-HDL Module来进行编程 图4 选择编程语言 6．在编写程序界面编写以下程序 DECLARATIONS clock pin 11; clk1 node; sp pin 37 istype reg; do pin 3; re pi n 4; mi pin 5; fa pin 6; so pin 7; la pin 8; xi pin 9; do1 pin 10; q0,q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7 node istype reg; Q=[q7..q0]; equations Q.clk=clock; Q:=((Q+1)!(Q==191)do)#((Q+1)!(Q==170)re)#((Q+1)!(Q==151)mi)#((Q+1)!(Q==1 43)fa)#((Q+1)!(Q==127)so)#((Q+1)!(Q==114)la)#((Q+1)!(Q==101)xi)#((Q+1)!(Q==96)do1); clk1=(Q==191)do#(Q==170)re#(Q==152)mi#(Q==143)fa#(Q==128)so#(Q==114)la#(Q==101)xi#(Q==95)do1; sp.clk=clk1; sp:=!sp; 7．完成编程后的界面 图5 完成编程后的界面 8．程序编译 图6 程序编译 9．芯片调试 图7 芯片调试 10．将生成的“*.jed”文件烧进ispLSI1016E-80LJ44芯片中 图8 烧录成功 11．把自己定义的输入管脚根据ISPl016管脚图进行电路的连接 图9 芯片ISPl016管脚图 12．完场电路连接后，进行调试，看是否与设想效果相符或者相近，最后成功完成简单电子琴实验。 六、设计思想及设计心得 设计思想： 将频率为100kHz的clock信号进行分频，产生8种希望的频率的方波去驱动喇叭，使之产生不同声音。 人耳听到何种声音，由声波来决定，其中声波的振幅A决定音量，声波的频率f决定音高，人耳对声波的相位不敏感。这个声波是由喇叭产生的。驱动喇叭的方波通过控制喇叭里的线圈对膜的吸引，来使膜产生不同的声波。为了使膜有足够时间振动到最大处，而且减少对膜的伤害，一般选用占空比为50%的方波作为喇叭的驱动方波。因此，本设计里方波的频率就决定了产生的声音。对于原始信号的选择我选用100kHz的，因为频率太高在将其分频时所需的计数器就多，成本变高。也不能太低，因为后面只能对