EDA自动演奏器设计.docVIP

EDA技术实训 自设计动奏乐器一 学 院 电气与电子工程 学院 专 业 电子信息 学 号 学生姓名 李焱 完成日期 2017年5月 目录 摘要 3 第一章 绪论 4 第二章 详细设计 1 2.1硬件电路设计 1 2.2软件代码设计 1 2.2.1音符储存单元 2 2.2.2选择播放模式及手动模块单元 3 2.2.3分频模块单元 4 2.2.4预置数模块单元 5 2.2.5音频发声模块单元 6 2.3系统功能仿真 8 2.3.1音符储存单元波形仿真 8 2.3.2选择播放模式及手动模块单元波形仿真 8 2.3.3分频模块模块波形仿真 9 2.3.4预置数模块单元波形仿真 9 2.3.5 音频发声模块仿真 10 第三章 引脚锁定及下载 11 3.1引脚锁定 11 3.2结果分析 11 参考文献 12 摘要 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪80年代中期从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。 EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。 关键词：电子设计自动化、计算机 第一章 绪论 VHDL语言是一种用于电路设计的高级语言。它在80年代的后期出现。最初是由美国国防部开发出来供美军用来提高设计的可靠性和缩减开发周期的一种使用范围较小的设计语言?。? 随着EDA技术的高速发展，电子系统的设计技术和工具发生了深刻的变化，大规模可编程逻辑器件CPLD／FPGA的出现，给设计人员带来了诸多方便。利用它进行产品开发，不仅成本低、周期短、可靠性高，而且具有完全的知识产权。突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易读性等优点。? 本文基于FPGA开发系统，在QuartusII?7.2软件平台上，完成了简易乐曲演奏器设计和与仿真，并下载到试验箱进行硬件实现。首先，本文介绍了QuartusII?7.2软件的基本使用方法和VHDL硬件描述语言的特点，采用VHDL?硬件描述语言描述简易信号发生器，完成对电路的功能仿真。在设计过程中，重点探讨了简易乐曲演奏设计思路和功能模块划分。然后，初步探讨了电路逻辑综合的原理，该软件对简易乐曲演奏器进行了逻辑综合。最后，使用EDA实验开发系统进行电路的下载和验证。验证结果表明设计的简易乐曲演奏器完成了预期的功能。? 本设计是采用VHDL来实现的简易乐曲演奏器。它能实现自动播放和手动播放。 第二章 详细设计 2.1硬件电路设计 根据要求：的功能要求，需要设计，所以系统顶层框图设计如下图所示： 图1 顶层设计图 其中，按键按下（即此键的指示灯亮）时表示。 简易器的原理图如下： 图 简易器 .2软件代码设计 软件代码设计部分由多个功能模块组成，包括： 2.2.1音符储存单元 随着clk的计数变化note的输出音符将内部rom的输出。 此模块的代码为： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity notetaba is port(clk:in std_logic; note:out integer range 0 to 15); end notetaba; architecture bhv of notetaba is signal counter:integer range 0 to 120; begin process(clk,counter) begin if counter=120 then counter=0; elsif clkevent and clk=1 then counter=counter+1; end if; end process; process(counter) begin case counter is when 0=note=0; when 7|21 to 22|28|31|80|86 to 87|112 =note=1; when 8|15|29 to 30|32|47|55|89 to 90=note=2; when 1 to 3|9