电子琴设计[1].doc

简易电子琴的设计小组成员：22008106 吴爱华 22008107 戴晨曦 22008108 朱颖 22008128 弓晓阳摘 要 随着基于CPLD的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通信、自动控制用计算机等领域的重要性日益突出。作为一个学电子信息专业的学生，我们必须不断地了解更多的新产品信息，这就更加要求我们对EDA有个全面的认识。本程序设计的是简易电子琴的设计。采用EDA作为开发工具，VHDL语言为硬件描述语言，MAX + PLUS II作为程序运行平台，所开发的程序通过调试运行、波形仿真验证，初步实现了设计目标。本程序使用的硬件描述语言VHDL，可以大大降低了硬件数字系统设计的入门级别，让人感觉就是C语言的近亲。通过老师的指导和自己的学习完成了预想的功能。关键词 电子琴；课程设计；EDA；VHDL一、 设计过程1.1设计目的（1）设计一个简易的八音符电子琴，他可以通过按键输入来控制音响（2）演奏时可以选择是手动演奏（由键盘输入）还是自动演奏已存入的歌曲（3）能够自动演奏多首乐曲，且每首乐曲可以重复演奏1.2设计规划 根据系统设计要求，系统设计采用自顶向下的设计方法，系统的整体组装设计原理图如图3-1所示，它由乐曲自动演奏模块、音调发生模块和数控分频模块三部分组成。图1-2 系统的整体组装设计原理图1.3 各模块的原理及其程(1）乐曲自动演奏模块乐曲自动演奏模块（AUTO.VHD）的作用是产生8位发声控制输入信号/当进行自动演奏时，由存储在此模块中的8位二进制数作为发声控制输入，从而自动演奏乐曲。（2） 音调发生模块音调发生模块的作用是产生音阶的分频预置值。当8位发声控制输入信号中的某一位为高电平时，则对应某一音节的数值将输出，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模块进行分频，由此可得到每个音阶对应的频率。（3） 数控分频模块数控分频模块是对时基脉冲进行分频，得到与1、2、3、4、5、6、7七个音符相对应的频率。二、 波形仿真（1）乐曲自动演奏模块的仿真（如图4-1所示）图4-1乐曲自动演奏模块的仿真图（2）音调发生模块的仿真（如图4-2）图4-2 音调发生模块的仿真图（3）数控分频模块的仿真（如图4-3）图4-3数控分频模块仿真图（4）简易电子琴整个系统的仿真（如图4-4）图4-4简易电子琴整个系统的仿真图5 结束语通过短学期的努力，简易电子琴的设计基本上完成了。在整个设计过程中，包括前期中期和后期，我都有着许多不同的体会。这个设计中我们需要接触软件quartus和一门新的编程语言VHDL。VHDl对我们而言是类似于汇编语言的一种编程语言，能够将我们所需要的器件清晰地描述出来，同时这种语言还有广泛的实用性，可在多种EDA软件中使用。对于各个模块的编程我们借鉴了多种参考书，同时上网收集相关资料，披荆斩棘终于完成了设计的编程。对于Quartus软件虽然以前用过，但是禁不住遗忘，再次提到，和认识新的软件别无他异。QUartus作为EDA工具的一种，具有强大的编程和仿真功能。对于编程我们比较容易的克服了，但是在仿真这一块我们花了很大的功夫。首先我们从分析课题开始，然后画状态图，框架图 和设计电路草图。这一切准备工作都做好之后，也是整个设计过程能顺利完成的基础。组最后就是模拟和仿真的过程，这个过程是一个比较复杂，其中我们遇到了许多问题，我们试图寻找问题的来源。首先从实现方案上分析接着是对我们的编程进行分析。在检查错误时，我们发现最好是从底至上及和检查，先验证各个模块是否实现所要的功能，在验证整个电路是否能正确工作。通过几天的课程设计，我对数据库软件EDA技术、VHDL、等系列知识都有了一定的了解。使用EDA技术开发页面的能力也有了很大提高 在完成设计之后，我深深体会了合作与交流的重要性。两个人交换苹果，每个然还是一个苹果，二两个人交换思想，那么每个然就会有两种思想之外的第三种思想。像这样的设计，如果我们完全独立的设计，就很有可能走很多弯路，甚至设计不出来，如果我们大家一起交流那么我们的设计就会更加完善和简单，而且更加高效。在整个设计过程中，有很多人对任务的完成给予了重要的支持和帮助。感谢老师给了我本次设计的机会并提供指导；感谢许多同学在我此课程设计遇到问题时给我的帮助使我能够顺利地进行设计的工作；论坛中有很多认识不认识的朋友也都为我的设计提出了很宝贵的建议，同样在这里感谢他们。参考文献VHDL与数字电路设计.卢毅,赖杰.科学出版社VHDL语言100例详解北京理工大学A