畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于fpga的電子琴設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 ................... 6 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 6 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 FPGA 簡介 .............................................................................. 6 按鍵模塊及其功能 ............................................................................................... 7 顯示電路模塊及功能 ............................................................................................ 7 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 7 系統(tǒng) 的流程 .......................................................................................................... 7 設(shè)計(jì)模塊 ............................................................................................................. 7 自動(dòng)演奏模 塊 ............................................................................................. 9 音階發(fā)生器模塊 ......................................................................................... 9 數(shù)控分頻 模塊 ........................................................................................... 10 第 5 章 軟硬件的系統(tǒng)測(cè)試 ............................................................................................. 10 結(jié)論 ............................................................................................................................... 10 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 11 致謝 ............................................................................................................................... 11 附錄 I歌譜 ..................................................................................................................................12 附錄Ⅱ電路圖 .............................................................................................................. ...14 附錄 III程序 ............................................................................................................... ..14 3 第一章 引言 電子琴作為音樂與科技的產(chǎn)物，在電子化和信息化的時(shí)代，為音樂的 大眾化 做出了 很大的貢獻(xiàn)，歌曲的制作 大多數(shù) 都要 由 電子琴 來 完成，然后通過媒介流傳開來，電視劇 和 電影 的插曲、電視節(jié)目音效、甚至你的手機(jī)鈴聲，都很可能包含電子琴的身影。以 EDA 工具作為開 發(fā)手段， 運(yùn)用 VHDL 硬件描述 語言將使整個(gè)系統(tǒng)大大簡化 ， 提高 了電子琴 整體的性能和可靠性。然后通過適配器將網(wǎng)表文件配置于指定的目標(biāo)器件，產(chǎn)生最終下載文件或配置文件。 Maxplus II 作為 Altera 的上 4 一代 PLD 設(shè)計(jì)軟件，由于其出色的易用性而得到了廣泛的應(yīng)用。 電子琴設(shè)計(jì) 原理 樂曲都是由一 連串的音符組成， 按照樂曲的樂譜依次輸出這 些音符所對(duì)應(yīng)的頻率，就可以在揚(yáng)聲器上連續(xù)地發(fā)出各個(gè)音符的音調(diào)。若分頻器時(shí)鐘頻率過低，則由于分頻系數(shù)過小，四舍五入取整 數(shù) 后的誤差較大；若時(shí)鐘頻率過高，雖然誤差變小，但分頻數(shù)將 會(huì) 變大。以中音 1為例，對(duì)應(yīng)的頻率值為 523Hz，它的分頻系數(shù)應(yīng)該為： 至于其他音符，可由上式求出對(duì)應(yīng)的分頻系數(shù)，這樣利用程序可以很輕松地得到相應(yīng)的樂聲 。但是這種占空比不等于 50%的信號(hào)是無法驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)板上的揚(yáng)聲器發(fā)聲的。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要組成 部 分 本設(shè)計(jì)采 用 VHDL 語言編程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，音頻發(fā)生部分、鍵輸入部分和數(shù)碼顯示部分以外，其余全部在一片 FPGA 芯片上實(shí)現(xiàn)。 Cyclone II 設(shè)備系列擁有以下的特點(diǎn) : 琴鍵（ 16 個(gè)） FPGA 芯片 音樂控制鍵 MUSIC 預(yù)存儲(chǔ)歌曲 揚(yáng)聲器 發(fā)光二極管 音階顯示 7 ● 4608 到 68416 LEs 的高密度的結(jié)構(gòu)； ●嵌入式乘法器； ●先進(jìn)的 I/O 口支持； ●靈活的時(shí)鐘管理電路； ●設(shè)備的配置； [4] 按鍵模塊及其功能 獨(dú)立式鍵盤輸入電路的 VHDL 程序設(shè)計(jì)主要包括 ： 鍵盤去抖電路、輸入信息譯碼電路和 LED 顯示被按下 等電路 組成 ，其中重點(diǎn)為輸入 信息譯碼電路的設(shè)計(jì)。對(duì)輸入的基準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行多次分頻，最終輸出的就是想得到的音階的頻率。該模塊的 VHDL 描述中包含了三個(gè)進(jìn)程。在 本系統(tǒng) 設(shè)計(jì)調(diào)試過程中 ， 軟件和硬件都出現(xiàn)了一些小 錯(cuò)誤 。 The keyboard design based on FPGA Institute of Physics and Information Engineering Electronic Information Science and Technology 070303051 LiPingWu Lecturer YongXi Zeng Abstract： This paper introduces keyboards on FPGA working principle and design process. Altera pany with EP2C8Q208C8N chips for the core device, by using hardware programming language, in Quartus II described VHDL, realized the keyboards on the platform of the manual play and automatic play function. Design main have audio producing module, the keyboard control module and memory modules. Select manual play mode button, press notes key will choo
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