简易电子琴的设计和实现结题报告.doc

简易电子琴的设计和实现 -结题报告学号：110342241 姓名：章译文1 设计要求1. 能发出1234567基本音。2. 能自动播放偶像万万岁和梁祝。3. 能在数码管上显示弹奏时的音名。2 设计原理分析1.音阶的获得系统要求要求用7个按键控制发声，我们用7个键盘来控制产生低音（或中音）段的7个音阶频率。所有的音名频率都是通过一个基准频率经过分频得到的。但部分分频过大的音频直接输出给扬声器，频率信号脉冲的占空比会非常窄，不能驱动扬声器工作。于是，我们设计了一个“带有预置数的计数器”来简化整个设计过程。将原频率分频成期望值的2倍频率信号。再通过二分频，驱动扬声器工作。简易电子琴控制流程图2. MUSICAL_NOTE内部电路MUSICAL_NOTE内部电路使用MUSICAL_NOTE电路，实现初值可变的计数器，并对音阶实现二分频，使电子琴实现正常发音。按键播放部分电路3. 自动播放功能的实现自动播放部分电路Hebing.mif文件（偶像万万岁&梁祝）歌曲长度为352位，利用三个74261设计0352的计数器，自动寻址，将音频导入lpm_rom，与MUSICAL_NOTE相互作用，实现自动播放。按键除颤电路原理图作为机械开关的键盘，在按键操作时，机械触点的弹性及电压跳动等原因，再触点闭合或者开启的瞬间会出现电压的抖动，如果不进行处理就会造成误操作。按键去抖动的关键在于提取稳定的低电平状态，滤去前沿后沿的抖动毛刺。4. 在数码管上显示弹奏时的音名显示部分电路图Display内部电路电路中的74161是16进制的计数器，它的低三位接到38译码器模块74138的地址输入端，这样就可以实现74138的8个输出端轮流输出低电平，恰好用来控制“位码”DIG7DIG0。LPM_MUX是Quartus中的宏模块，用来实现多位的“多选一”，它的数据位数可以以及数据的数量可以任意设定。电路中使用了与非门，实现发音与现实同时实现，在此要注意的是，因为使用了与非门，静态字符现实数码管管脚的设定值应该与原值相反。三设计原理图简易电子琴原理图根据以上分析，将三个模块组合，便得到了简易电子琴的整体设计。在整体设计的过程中，要注意三个模块之间的关系，使其能够相互作用，正常发音和显示。4 实验总结在这三天的实验过程中，通过对于实验目的的分析，有目标的查找资料，研读教材，在分清楚模块的基础上，写下了实验计划，规划好时间，确定每天要做的事。在实验的第一天，实现了按键发音，同时，也基本弄清楚了自动播放的原理，有了设计思路，第二天上午，完成了自动循环播放的功能，下午在同学的帮助下，确定了数码管显示的基本思路，通过对于以前知识的复习和查找，成功实现了数码管的显示功能。在实验的过程中，也遇到很多的困难。在自动播放的时候，由于没有修改hebing.mif的进制，音乐总不能正常播放。还有就是在数码管显示的时候，一开始没有弄清与非门的作用，显示的数字总是反着的。后来经过冷静的分析，在老师和同学的帮助下，成功完成了电子琴的设计，实现了所有的功能。当然，设计也还有很多可以完善和改进的地方，在以后的学习过程中，我会更加用心，多做，多思考。这次课程设计，我受益匪浅，这种认真研读