乐曲演奏课程设计报告---乐曲演奏电路的设计

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1、 1 EDA 技术综合设计 课程设计报告 报告题目： 乐曲演奏电路的设计 作者所在系部： 作者所在专业： 作者所在班级： 作 者 姓 名 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 2 内内 容容 摘摘 要要 在 EDA 开发工具 Quartus II 6.0 平台上，采用 VHDL 语言层次化和模块化 的设计方法，通过音符编码的设计思想，预先定制乐曲，实现动态显示乐曲演奏 电路的设计，并在此基础上，基于同一原理，使此电路同时具备了简易电子琴的 功能，使基于 CPLD/FPGA 芯片的乐曲播放数字电路得到了更好的优化，提高了 设计的灵活性和可扩展性。 关键字：关键字：EDA；Quartus II；

2、VHDL；CPLD/FPGA；乐曲演奏电路；简易电子琴 3 课程设计任务书 课题名称课题名称 乐曲演奏电路的设计乐曲演奏电路的设计 完成时间完成时间 2011/12/152011/12/15 指导教师指导教师 胡辉胡辉 职称职称 副教授副教授 学生姓名学生姓名 宋志朋宋志朋 班班 级级 B0921B09212 2 总体设总体设计要求和技术要点计要求和技术要点 总体设计要求：总体设计要求： 通过本课程的学习使学生掌握可编程器件、EDA 开发系统软件、 硬件描述语言和电子线路设计与技能训练等各方面知识；提高工程实践能力；学会应 用 EDA 技术解决一些简单的电子设计问题。 技术要点：技术要点： 设

3、计一个乐曲演奏电路，由键盘输入控制音响，同时可自动演奏乐曲，演奏时可通过键盘选择已 存入的乐曲（3 种） ，扬声器利用试验箱上的。利用 1 位 LED 显示器显示已存入的乐曲的种类。 扩展功能：利用发光二极管显示高低音及音节的长短。 工作内容及时间进度安排工作内容及时间进度安排 4 第第 1515 周：周： 周 4：立题、论证方案设计 周 5：仿真实验 周 6：验收答辩 课程设计成果课程设计成果 1与设计内容对应的软件程序 2课程设计报告书 3成果使用说明书 4设计工作量要求 二、设计原理二、设计原理 1.1.1 音调的控制 频率的高低决定了音调的高低。音乐的十二平均率规定：每两个八度音（如

4、简谱中的中音 1 和高音 1）之间的频率相差一倍。在两个八度音之间又分为十二 个半音。另外，音名 A（简谱中的低音 6）的频率为 440Hz，音名 B 到 C 之间、E 到 F 之间为半音，其余为全音。由此可以计算出简谱中从低音 1 到高音 1 之间每 个音名对应的频率，所有不同频率的信号都是从同一个基准频率分频得到的。由 于音阶频率多为非整数，而分频系数又不能为小数，因此必须将计算得到的分频 数四舍五入取整。若基准频率过低，则由于分频比太小，四舍五入取整后的误差 较大；若基准频率过高，虽然误差较小，但分频数将变大。实际的设计应综合考 虑这两方面的因素，在尽量减小频率误差的前提下取合适的基准频率。因此，要 想 FPGA 发出不同音符的音调，实际上只要控制它输出相应音符的频率即可。综 合考虑各因素，本文中选取 12MHZ 作为 CLK 的分频计数器的输入分频信号。乐曲 都是由一连串的音符组成，因此按照乐曲的乐谱依次输出这些音符所对应的频 率，就可以在扬声器上连续地发