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FPGA硬件音乐演奏电路设计+源程序 摘要：本设计利用EDA开发平台Quartus II 9.0在FPGA上实现了纯硬件的乐曲演奏电路。首先，定制LPM_ROM，将音乐数据存储到LPM_ROM；然后，采用VHDL语言设计音符控制输出模块、音符译码电路、数控分频器计数输出模块；最后，根据各模块的原理,完成了乐曲演奏电路的顶层设计，达到了以纯硬件的方式来实现乐曲的自动演奏。本设计较传统的分立元件实现有着明显的优势，只要修改LPM_ROM所存储的音乐数据就可以实现不同乐曲的演奏。该设计电路简单，集成度高，易于控制和检查，并具有较高的稳定性与可靠性。12126 关键词：EDA;VHDL语言；硬件演奏电路 Design and Implementation of Hardware Music Playing Circuit Based on FPGA Abstract: Hardware music concert circuit is implemented on FPGA with the EDA development platform Quartus II 9.0. Firstly, customizing the LPM_ROM and storing the music data into the LPM_ROM; Secondly, VHDL is used to design a music module which is controlled by clock, a music decoding circuit and a frequency pider which is controlled by number. Finally, according to the principle of every module, the top-level design of the music concert circuit is achieved, which could accomplish the music auto-playing effect with the pure hardware method. In comparison with the traditional methods by the separated component, it has much more advance and could achieve playing different music as long as the music data stored in LPM_ROM is modified. This design has lots of merit such as simple circuit, high integration, easy to control and check, and high stability and reliability. Key Words: EDA; VHDL; Hardware playing circuit 目录 摘 要1 引言1 1.系统的设计要求2 2.硬件音乐演奏电路原理2 2.1 设计原理2 本次设计在EDA开发工具QuartusII平台上，应用语言层次化和模块化的设计方法，通过音符编码的设计思想，预先定制乐曲，在此基础上设计了一个乐曲硬件演奏电路，经过对整体进行模块化分析、编程、综合、仿真及最终下载，完整实现简易音乐器的播放功能[2]。 1. 系统的设计要求 应用VHDL硬件描述语言，设计一个硬件音乐演奏电路，它能将一首预先设置存储好的乐曲自动播放出来，通过此项研究，能够深切的体会利用EDA工具开发的优越性，在此基础上，对硬件音乐演奏电路功能进行丰富，具有一定的社会实用性。根据硬件音乐演奏电路的功能进行全局分析，采用自上至下的设计方法，从系统总体要求出发，逐步将设计内容细化，最后完成系统结构的整体设计[9]。 将功能分为以下几个部分，第一，实现预先设置乐曲的播放功能；第二，实现预置乐曲的暂停和继续播放实时控制功能；第三，实现预置多首乐曲间的切换功能。 2. 硬件音乐演奏电路原理 2.1 设计原理 硬件音乐演奏电路主要是用VHDL语言来设计，并利用QuartusII软件工具来编译、测试和仿真[6]。根据顶层原理图，共分为地址发生器模块、分频预置数模块、数控分频模块这三个模块。 地址发生器模块作为所定制的音符数据ROM的地址发生器，分频预置数模块提供分频预置数即给数控分频模块提供计数初值，数控分频模块根据分频预置数输出各个音符所对应的频率。 表1 简谱中音符与频率的关系 音符频率音符频率 中音1773高音11410 中音2912高音21480 3.