eda電子琴課程設(shè)計(jì)2(編輯修改稿)
2024-07-22 06:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，但在最終能演奏出樂(lè)曲的則是頂層設(shè)計(jì)模塊。（1） 樂(lè)曲自動(dòng)演奏模塊的仿真如圖41所示。圖41樂(lè)曲自動(dòng)演奏模塊的仿真圖該圖輸入系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)CLK初值設(shè)為0，自動(dòng)演奏AUTO設(shè)為1，鍵盤(pán)輸入信號(hào)INDEX2為00，INDEX0為音符信號(hào)輸出，是8位的二進(jìn)制代碼它根據(jù)COUNT0的值改變而改變。（2） 音調(diào)發(fā)生模塊的仿真如圖42所示。圖42音調(diào)發(fā)生模塊的仿真圖該圖輸入音符信號(hào)INDEX初值為00，輸出是音符顯示信號(hào)CODE為01，高低音EDA技術(shù)實(shí)用教程課程設(shè)計(jì) 顯示信號(hào)為0，音符的分頻系數(shù)為11111111即2047Hz。（3） 數(shù)控分頻模塊的仿真如圖43所示。圖43數(shù)控分頻模塊的仿真圖該圖輸入系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)CLK1初值為0（各輸出值都是在時(shí)鐘信號(hào)的下降沿有效），音符分頻系數(shù)TONE1為00100000即1290Hz,驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的音頻信號(hào)SPKS輸出為1。（4） 簡(jiǎn)易電子琴整個(gè)系統(tǒng)的仿真如圖44所示。圖4=4系統(tǒng)的仿真圖該圖輸入系統(tǒng)時(shí)簡(jiǎn)易電子琴整個(gè)鐘信號(hào)CLK32MHZ初值為0，自動(dòng)演奏信號(hào)HANDTOAUTO初值為0，鍵盤(pán)輸入信號(hào)INDEX1為00000000；輸出音符信號(hào)CODE1則為0110000，高低音節(jié)信號(hào)HIGH1變?yōu)?，即高音，音頻信號(hào)SPKOUT即輸出0，輸出為1時(shí)CODE1變?yōu)?110100，這時(shí)出現(xiàn)10ns的延時(shí)。在仿真時(shí)由于系統(tǒng)各方面原因影響，出現(xiàn)延時(shí)屬于正常現(xiàn)象。EDA技術(shù)實(shí)用教程課程設(shè)計(jì) 電路功能驗(yàn)證在選擇好芯片以及設(shè)置引腳值后，下載源程序（）到此芯片上，確認(rèn)編程器硬件是否已安裝好。按如下步驟打開(kāi)編程器窗口：在QuartusⅡ菜單中選擇Programmer項(xiàng)，點(diǎn)擊Configure項(xiàng)將配置數(shù)據(jù)下載到一個(gè)FLEX器件中。再次對(duì)源程序進(jìn)行編譯導(dǎo)入程序然后運(yùn)行，揚(yáng)聲器發(fā)出初設(shè)的音符3，5音即報(bào)警。手按鍵盤(pán)或撥脈沖開(kāi)關(guān)改變輸入信號(hào)則揚(yáng)聲器發(fā)出對(duì)應(yīng)的頻率的聲音，鍵盤(pán)（開(kāi)關(guān)）是與芯片引腳對(duì)應(yīng)相連的。 問(wèn)題分析在整個(gè)課程設(shè)計(jì)中，不可避免遇到很多難于解決的問(wèn)題，一來(lái)是對(duì)EDA技術(shù)的不太了解，初涉VHDL語(yǔ)言以致很多語(yǔ)法和語(yǔ)言基本結(jié)構(gòu)、算法生疏，運(yùn)用不靈活，在編寫(xiě)源程序上遇到很大難題，而且在編譯運(yùn)行程序時(shí)對(duì)出錯(cuò)的語(yǔ)句理解不到位，難于下手修改錯(cuò)誤語(yǔ)句，這使得在設(shè)計(jì)程序時(shí)遇到很大的阻礙，此外，VHDL語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型很容易造成混淆，比如IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)語(yǔ)句，它有時(shí)既可以認(rèn)為是從7下降到0，也可認(rèn)為是從0上升到7，當(dāng)輸入有多位時(shí)，這就容易造成在讀懂仿真波形圖時(shí)讀位數(shù)倒置，使仿真現(xiàn)象與理論結(jié)果相出入。EDA技術(shù)實(shí)用教程課程設(shè)計(jì)在完成電路驗(yàn)證這一步時(shí)，對(duì)頻率的選擇也是一大難點(diǎn)，有的設(shè)計(jì)項(xiàng)目對(duì)頻率的要求很高，需要大頻率元件才能滿足設(shè)計(jì)需求，若頻率元件選擇不恰當(dāng)，將嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)結(jié)果甚至沒(méi)有結(jié)果輸出。對(duì)于設(shè)計(jì)電子琴時(shí)，由于要求輸出不同頻率的聲音，頻率變化范圍大，故需要一個(gè)12MHz的元件，對(duì)于小于這一值的頻率不足以滿足電路需求，仿真時(shí)只有一堆雜音輸出。在對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)遇到的不同問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)該理解問(wèn)題關(guān)鍵所在，因?yàn)橛谜Z(yǔ)言編寫(xiě)程序需要仔細(xì)認(rèn)真的態(tài)度，一點(diǎn)點(diǎn)錯(cuò)誤漏洞將導(dǎo)致整個(gè)源程序無(wú)法編譯運(yùn)行，阻礙下一步工作完成進(jìn)度。5 、結(jié)束語(yǔ)通過(guò)這次VHDL課程設(shè)計(jì)，不僅增強(qiáng)了我們的實(shí)踐動(dòng)手能力，也讓我們對(duì)課堂上所學(xué)到的理論知識(shí)的理解加深了許多，這給我們提供了一個(gè)在學(xué)習(xí)生活中很難得的理論聯(lián)系實(shí)際的機(jī)會(huì)。能夠借此機(jī)會(huì)了解到部分EDA技術(shù)的知識(shí)和學(xué)習(xí)運(yùn)用其中一種硬件描述語(yǔ)言VHDL編程實(shí)現(xiàn)各種常用器件的功能，這是在哪堂講課上都得不到的一筆財(cái)富。另一方面我們也發(fā)現(xiàn)了在平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中難于發(fā)現(xiàn)的許多缺點(diǎn)跟不足。比如實(shí)踐機(jī)會(huì)過(guò)少，所學(xué)的理論知識(shí)不能靈活運(yùn)用，在遇到實(shí)際的問(wèn)題時(shí)無(wú)法正確處理；再者在課堂上獲得的專業(yè)知識(shí)過(guò)于淺顯，很多的有關(guān)基本操作原理、操作方法都理解不了；課外知識(shí)了解的也過(guò)少，導(dǎo)致在課程設(shè)計(jì)初期，面對(duì)完全陌生的設(shè)計(jì)課題無(wú)從下手，不知所措。這就提醒我們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)生活中不能一味埋頭于面前的課本知識(shí)，畢竟當(dāng)今社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈，而學(xué)校能教授的東西有限，要想在人才市場(chǎng)中脫穎而出就只能靠我們自己。當(dāng)然，在學(xué)習(xí)之余我們更應(yīng)該積極參加各種有關(guān)專業(yè)知識(shí)的實(shí)踐活動(dòng)和比賽，鞏固所學(xué)理論，多注意培養(yǎng)初步的實(shí)際工作能力和專業(yè)技術(shù)能力，這樣在以后的工作崗位上不會(huì)顯得那么倉(cāng)促與生疏。參考文獻(xiàn)[1] 辛春艷. VHDL硬件描述語(yǔ)言. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002[2] 甘歷. VHDL應(yīng)用與開(kāi)發(fā)實(shí)踐. 北京：科學(xué)出版社，2003[3] VHDL Language Reference Guide ，Alde Inc . Henderson NV USA ，1999[4] 齊洪喜，陸穎. VHDL電路設(shè)計(jì)實(shí)用教程. 北京：清華大學(xué)出版社，2004[5] 潘松，黃繼業(yè). EDA技術(shù)實(shí)用教程. 北京：科學(xué)出版社，2002EDA技術(shù)實(shí)用教程課程設(shè)計(jì)附錄1：樂(lè)曲自動(dòng)演奏源程序清單程序名稱：程序功能：采用VHDL語(yǔ)言編程產(chǎn)生8位發(fā)聲控制輸入信號(hào)。LIBRARY IEEE。USE 。USE 。USE 。ENTITY AUTO ISPORT(CLK: IN STD_LOGIC。 系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)AUTO: IN STD_LOGIC。 鍵盤(pán)輸入/自動(dòng)演奏CLK2: BUFFER STD_LOGIC。 時(shí)鐘輸出INDEX2: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)。 鍵盤(pán)輸入信號(hào)INDEX0: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0))。 音符信號(hào)輸出END AUTO。ARCHITECTURE BEHAVIORAL OF AUTO ISSIGNAL COUNT0:INTEGER RANGE 0 TO 31。 定義信號(hào)計(jì)數(shù)器，有32個(gè)信號(hào)元素BEGINPUL
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