【正文】 總體感覺就是：學(xué)得不夠，知識真的很有用。 通過為期一周的課程設(shè)計，我們應(yīng)用所學(xué)EDA技術(shù)與VHDL和EDA實用技術(shù)實驗及課程設(shè)計指導(dǎo)書順利得完成了樂曲硬件演奏電路的設(shè)計。同時，LED燈10也會按音符顯示出此音符為高音或低。當(dāng)按下鍵2與鍵1進(jìn)行選擇時，可選擇00：《揮著翅膀的女孩》 ，01：《菊花臺》 10：《兩只老虎》 11：《世上只有媽媽好》等四首樂曲。時序仿真及下載調(diào)試過程 關(guān)于樂曲演奏電路設(shè)計的實現(xiàn)關(guān)鍵是要實現(xiàn)它的時序仿真，下面就是各部分的仿真圖示。 u3:speakera port map (clk=clk12mhz,tone=tone,spks=spkout)。 signal tone:std_logic_vector(11 downto 0)。 ponent speakera port (clk:in std_logic。 code:out std_logic_vector (3 downto 0)。 choose:in std_logic_vector (1 downto 0)。 end。 Clk4hz:in std_logic。 entity songer is port(clk12mhz:in std_logic。 （3）通過單擊當(dāng)前窗口中的“browse”鈕，找ROM中的載文件路徑和文件名：“D:\altera\QuartusII\”。形成ROM中的配置數(shù)據(jù)（初始化數(shù)據(jù)）文件的方法如下：。address_radix=dec。因為1拍的時間定為1秒，提供的是4Hz的時鐘頻率（即1/4拍的整數(shù)倍），則需將這個音符存儲在相應(yīng)次數(shù)的連續(xù)幾個地址上。 end。039。139。event and fullspks =39。 end process。fullspks=39。 then if count11=111111111111then count11:=tone。 genspks:process(preclk,tone)12位預(yù)置數(shù)數(shù)控分頻器 variable count11:std_logic_vector(11 downto 0)。139。139。 begin divideclk:process(clk)variable count4:std_logic_vector(3 downto 0)。 tone:in std_logic_vector(11 downto 0)。數(shù)控分頻模塊程序如下所示： library ieee。在計數(shù)器的輸入端給定不同的初值，而此預(yù)置數(shù)就是表1中的計數(shù)初值，就可得到不同音符的發(fā)音頻率信號。當(dāng)index取不同的值時，tone分別輸出相應(yīng)音符的分頻預(yù)置數(shù)和不同的code值及其不同的high0值。 end case。H6/3758 when10101=tone=111011010010。high0=100。code=0100。H2/3589 when10001=tone=111000111100。high0=100。code=0111。M5/3337 when01101=tone=110101011100。high0=010。code=0011。M1/2960 when01001=tone=110000001001。high0=001。code=0110。L4/2390 when00101=tone=101000010000。high0=001。code=0010。0/4095 when00001=tone=011100011111。 end。 entity tonetaba is port(index:in std_logic_vector (4 downto 0)。這21個值的輸出由程序的5位輸入值index[4..0]確定。 程序的功能是通過按鍵選取要播放的樂曲，在每到來一個時鐘時，當(dāng)復(fù)位鍵clk和暫停鍵en沒有按下時，地址值address遞增1，把選中的樂曲在LPM_ROM地址上所存儲的音符連續(xù)數(shù)據(jù)輸出。 end case。 when 01 = counter=tmp+128。 then tmp=tmp+1。event and clk=39。139。 t8: process(clk,counter,rset,rst,choose,tmp) ROM地址控制輸出進(jìn)程 begin if rst=39。 else rset=39。 c:=ba。event and clk=39。 begin choosemusic:process(choose(0),choose(1),clk) 選歌信號檢測進(jìn)程： variable a:std_logic_vector(1 downto 0)。 end ponent。 end。 rst:in std_logic。地址發(fā)生器程序如下所示：library ieee。這個計數(shù)器的計數(shù)頻率選為4Hz，恰為當(dāng)全音符設(shè)為1秒，四四拍的4分音符持續(xù)時間。 地址發(fā)生器模塊的VHDL語言設(shè)計 地址發(fā)生器模塊設(shè)置了一個9位二進(jìn)制計數(shù)器(計數(shù)最大值為512)。圖3 樂曲演奏電路的原理圖音樂硬件演奏電路的設(shè)計實現(xiàn)音樂硬件演奏電路主要是用VHDL語言來設(shè)計，并利用QuartusII軟件工具來編譯、測試和仿真。音符的持續(xù)時間須根據(jù)樂曲的速度及每個音符的節(jié)拍數(shù)來確定，圖2中模塊ToneTaba的功能首先是為Speakera提供決定所發(fā)音符的分頻預(yù)置數(shù)，而此數(shù)在Speakera輸入口停留的時間即為此音符的節(jié)拍值。音符的頻率可以由圖2中的Speakera獲得，這是一個數(shù)控分頻器。當(dāng)一個4Hz的時鐘來時，相應(yīng)地就從LPMROM中輸出一個音符數(shù)據(jù)。由于最大分頻系數(shù)是3795，故分頻器采用12位二進(jìn)制計數(shù)器才能滿足要求。本文中選取1MHz的基準(zhǔn)頻率。由于各個音符的頻率多為非整數(shù)，而分頻系數(shù)又不能為小數(shù)，故必須將計算機得到的分頻系數(shù)四舍五入取整。綜合考慮，所以選擇方案一。單片機音樂播放器系統(tǒng)總體設(shè)計由五個部分構(gòu)成：晶振電路模塊、復(fù)位電路模塊、AT89C52單片機、發(fā)聲模塊以及按鍵模塊。樂曲中不同的音符，實質(zhì)就是不同頻率的聲音。當(dāng)手動選擇歌曲時，可根據(jù)輸入的選擇信號，讀出ROM中對應(yīng)地址的曲子，并將ROM中的曲子完整的播放出來。由此我們設(shè)計一功能模塊，能夠?qū)非械囊舴鹨灰詫?yīng)的頻率以預(yù)置數(shù)的形式置入數(shù)控分頻計中，即可利用該數(shù)控分頻計產(chǎn)生不同的聲音，演奏出設(shè)定好的音樂。由此可以計算出簡譜中從低音l至高音1之間每個音符的頻率。方案論證與對比利用FPGA來實現(xiàn)樂曲硬件演奏電路。要想實現(xiàn)其他樂曲的演奏效果，只要修改LPMROM所存儲的音樂數(shù)據(jù)，將其換成其他樂曲的音樂數(shù)據(jù)，再重新定制LPMROM，連接到程序中就可以實現(xiàn)其它樂曲的演奏。使用現(xiàn)今的EDA軟件工具來應(yīng)付這些問題，并不是一件簡單的事情。湖南人文科技學(xué)院課程設(shè)計報告課程名稱：VHDL語言與EDA課程設(shè)計設(shè)計題目： 樂曲硬件演奏電路設(shè)計 系 別