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《电子设计自动化（EDA）技术》课程实训报告 项目名称: 简易电子琴 姓 名： 院 系： 专 业： 学 号： 指导教师： 完成时间: 2011 年 6 月 26 日 第 1 页 共 14 页 设计题目 简易电子琴设计 设计要求 1、设计一个简易电子琴； 2、利用实验箱的脉冲源产生1，2，3，。。。共7个或14个音阶信号； 3、用指示灯显示节拍； *能产生颤音效果。 设计过程 1、编写代码 2、利用quartusII软件来做，首先根据要求编写代码，然后再对代码编译，仿真 3、在EDA实验箱里根据电路连线，做下载验证。 成绩评定 指导教师评语 项目设计等级 目 录 1 项目名称、内容与要求 ………………………………………1页 1.1 设计内容…………………………………………………1页 1.2 具体要求…………………………………………………1页 2 系统整体架构（Architecture Description）………………1页 2.1 设计思路………………………………………………… 1页 2.2 系统原理与设计说明等内容……………………………1页 2.3 创新点与原创性内容……………………………………2页 3 系统设计 ………………………………………………………6页 3.1 HDL 代码…………………………………………………7页 3.2 系统整体电路图…………………………………………9页 4 系统仿真（Simulation Waveform）…………………………10页 5 FPGA实现（FPGA Implementation）………………………11页 6 总结（Closing） ……………………………………………12页 参考书目（Reference）：…………………………………………13页 附录（Appendix）：………………………………………………14页 1 项目名称、内容与要求 1.1 设计内容 本系统是采用EDA技术设计的一个简易的八音符电子琴，该系统基于计算机中时钟分频器的原理，采用自顶向下的设计方法来实现，它可以通过按键输入来控制音响。系统由频率选择模块、分频模块和扬声器输出模块三个部分组成。系统实现是用硬件描述语言VHDL按模块化方式进行设计，进行编程1，2，3，。。。共7个或14个音阶信号； 1.2.3、用指示灯显示节拍； 1.2.4、*能产生颤音效果。 2 系统整体架构 2.1 设计思路 采用现场可编程逻辑器件（FPGA）制作，利用EDA软件中的VHDL硬件描述语言编程进行控制，然后烧制实现。采用FPGA来设计的原理图如图1.1所示。它由控制输入电路、FPGA、显示电路和扬声器电路组成。 2.2 系统原理 图1.1 采用FPGA设计的电子琴原理方框图 控制输入电路主要是为用户设计的,起到一个输入控制的作用。FPGA是现场可编程逻辑器件，也是本设计方案的核心内容，它是实现电子琴运作的主要控制模块。由设计者把编好 VHDL程序烧制到现场可编程逻辑器件FPGA中,然后通过控制输入电路把乐谱输入到FPGA,产生不同的频率驱动扬声器,发出不同的乐谱。同时也把发出的乐谱符号通过显示器输出。 2.1.1、实体部分 定义模块的输入输出引脚，包括按键、时钟输入引脚和扬声器输出。 entity speakera is port( clk : in std_logic; --时钟输入 index:in std_logic_vector( 6 downto 0); -- 按键输入 spks: out std_logic); --扬声器输出 end; 2.2.2、节拍显示 将每个按键与一个led相串联，当按键按下时指示灯亮，按键松开时指示灯灭，来显示节拍。 图2.1 按键电路 2.2.3、频率选择模块 根据按键输入选择不同频率。 search : process (index) begin case index is when 0000001 = tone = 01100000101; -- 1 when 0000010 = tone = 01110010000; --2 when 0000100 = tone = 10000001100; --3 when 0001000 = tone = 10000101101; --4 when 0010000 = tone = 10010001010; --5 when 0