基于fpga的電腦鍵盤琴設(shè)計通信工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論文-wenkub.com
2025-01-13 13:28 本頁面
【正文】 周老師淵博的專業(yè)知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、精益求精的工作作風、誨人不倦的高尚師德對我影響深遠，也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作，使我終身受益。周老師多次詢問設(shè)計的進程，并為我指點迷津，幫助我開拓思路。多路選擇開關(guān)分配的端口為P43,其他的按鍵分配如下圖所示：表6 功能鍵的分布?。ㄈA爾茲）（進行曲）（倫巴）$(恰恰)%（桑巴）^(探戈)amp。電子設(shè)計大賽期間接觸Verilog HDL，經(jīng)過這次則更加深入了學習了這門語言。電子琴做好后還發(fā)現(xiàn)了許多的問題，比如連續(xù)按同一個鍵只有第一次工作，以后便不在工作。而sw端口可控制LED的工作模式，選擇電腦鍵盤按鍵的ASCII碼輸出還是流水燈輸出。 水燈模塊及多路選擇模塊流水燈模塊的功能是使EXCD1開發(fā)板上的LED按照所寫的程序不停的變化，以增加使用電子琴時的樂趣及觀賞性；而多路選擇模塊可以控制LED顯示的內(nèi)容，當控制鍵（sw）為高電平時顯示流水燈，為低電平時顯示所按按鍵的ASCII碼值。三位二進制信號選通8通道中的一通道，可連接該輸入端至輸出?！?0V的數(shù)字信號可控制峰值至20V的模擬信號?；局噶钊缦拢罕?指令表：（RE=0：基本指令）指 指 令 碼功 能令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0清除顯示0000000001將DDRAM填滿20H,并且設(shè)定DDRAM的地址計數(shù)器(AC)到00H地址歸位000000001X設(shè)定DDRAM的地址計數(shù)器(AC)到00H,并且將游標移到開頭原點位置。可完成圖形顯示,2個(1616點陣)。表2電子琴功能鍵的控制分析123456781″華爾茲進行曲倫巴恰恰桑巴探戈搖擺搖滾2″鋼琴風琴小提琴曼陀林小號電顫琴吉他長笛3″牛叫/踩镲鳥叫/低音鼓音量調(diào)節(jié)狗叫/吊镲鴨叫/小軍鼓切換4″單鍵演奏連唱放音錄音點唱停止注：方格里面的內(nèi)容是按鍵的功能；數(shù)字的含義已在電子琴模塊的內(nèi)容中有介紹。 電子琴模塊本次設(shè)計采用兒童電子琴成品里面的電路，這樣不但可以使音色效果更好，而且功能更多。PS2 類型的鍵盤使用掃描碼來表示按鍵數(shù)據(jù)，每個鍵分配一個掃描碼；如果按鍵一直被按下，則掃描碼每隔一段時間就會重新發(fā)送一次；按鍵釋放時，“F0”碼被送出，后面跟隨一個釋放按鍵的掃描碼。鍵盤接口允許雙向的數(shù)據(jù)傳輸（所以主設(shè)備能點亮鍵盤上的狀態(tài)燈） 。把鍵盤的按鍵掃描碼轉(zhuǎn)換為ASCII碼。開發(fā)板采用 Xilinx Spartan 3E FPGA 器件，板上有各種輸入輸出設(shè)備，可以方便的設(shè)計具有各種功能的數(shù)字系統(tǒng)，EXCD1 開發(fā)板有 5 個擴展接口，可靈活的擴展各種功能模塊，如數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，LCD顯示模塊等。具體是借助于專用軟件用原理圖、布爾表達式、硬件描述語言等方法生成相應(yīng)的目標文件，最后用下載電纜下載到FPGA芯片中來實現(xiàn)功能。隨著研發(fā)成本越來越昂貴，產(chǎn)品上市要求越來越快，架構(gòu)要求越來越靈活，在這樣的背景下，F(xiàn)PGA進入人們的視野，迎來自己的黃金時代：它承擔起信號處理和數(shù)據(jù)運算的重要功能，在無線通訊、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、汽車電子、消費電子、工業(yè)和醫(yī)療電子、圖形處理、高性能運算等幾乎所有的應(yīng)用領(lǐng)域都可看到FPGA的身影。在這些年的發(fā)展過程中，以FPGA為代表的數(shù)字系統(tǒng)現(xiàn)場集成技術(shù)取得了驚人的發(fā)展：現(xiàn)場可編程邏輯器件從最初的1200個可利用門，發(fā)展到90年代的25萬個可利用門，乃至當新世紀來臨之即，國際上現(xiàn)場可編程邏輯器件的著名廠商Altera公司、Xilinx公司又陸續(xù)推出了數(shù)百萬門的單片F(xiàn)PGA芯片，將現(xiàn)場可編程器件的集成度提高到一個新的水平。在大規(guī)模設(shè)計選擇FPGA時，RAM資源是否夠用是重要的考慮因素。Configurable Logic Block是FPGA具有可編程能力的主要承擔者。目前以硬件描述語言（Verilog 或 VHDL）所完成的電路設(shè)計，可以經(jīng)過簡單的綜合與布局，快速的燒錄至 FPGA 上進行測試，是現(xiàn)代 IC 設(shè)計驗證的技術(shù)主流。EXCD1開發(fā)板含有PS2接口，可以方便的接入電腦鍵盤。綜上所述采用FPGA來完成此次的電子琴設(shè)計。3）FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I/O引腳。運用這種方法設(shè)計的電子琴不但功能簡單，而且沒有存儲功能。目前的電子琴設(shè)計方法大體上分兩種：一種是基于單片機的電子琴設(shè)計[8]，單片機的缺點就是運行速度慢，存儲能力也遠不如FPGA。而且隨著計算機的發(fā)展，普及程度越來越高，兒童也越來越早地接觸并使用電腦。電子琴因其結(jié)構(gòu)簡單，價格適中，而廣泛引用于各種領(lǐng)域，使用電子琴不但可以抒發(fā)感情，陶冶情操，而且能更好的體會生活的樂趣。音域較寬，和聲豐富，甚至可以演奏出一個管弦樂隊的效果，表現(xiàn)力極其豐富。 本設(shè)計是以北京中教儀裝設(shè)備有限公司的EXCD1為中心器件， 輔以電腦鍵盤、LCD 顯示和電子琴電路等來設(shè)計電子琴系統(tǒng)，同時詳細論述了電子琴的設(shè)計過程及關(guān)鍵技術(shù)。首先FPGA是一種新型集成電路,具有高速率、標準化、小型化、多功能、低耗能、可無限反復(fù)編程等特點，使用FPGA可在較短的時間內(nèi)完成一個電子系統(tǒng)的設(shè)計和制作，縮短了研制周期，達到快速上市和進一步降低成本的要求
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