毕业设计论文)—乐曲硬件演奏电路的EDA设计Word格式.docx
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乐曲硬件演奏电路的EDA设计
系 别 自控系 班级电子本072班
学生姓名 陈勇冰 学号2007310227
2010年06月21日起——2010年07月02日止教研室主任田景贺
2010年06月17日
-II-
1.设计主要内容及要求
乐曲硬件演奏电路EDA设计1）简要说明
利用FPGA,设计一个乐曲硬件演奏电路。
演奏时可选择键盘输入乐曲或者已存入的乐曲，并配以一个小扬声器。
任务和要求：
乐曲的12平均率规定：
每2个八度音（如简谱中的中音1与高音1）之间的频率相差1倍。
在2个八度音之间，又可分为12个半音，每2个半音的频率比为12√2。
另外，音符A（简谱中的低音6）的频率为440Hz，音符B到C之间、E到F之间为半音，其余为全音。
由此可以计算出简谱中从低音l至高音1之间每个音符的频率。
设计音符查找表电路模块，时钟模块，数控分频器模块，音乐节拍产生模块电路。
任意选择歌曲进行设计,但歌曲前奏必须是中音5353222。
3）训练目标
具备硬件编程语言VHDL设计数字系统的初步能力，熟悉开发环境和流程，掌握技术方法。
2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求
1）课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000
字。
2）学生应撰写的内容为：
中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
3）说明书（论文）手写或打印均可。
手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；
打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
4）课程设计说明书（论文）装订顺序为：
封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
06.21－06.23
选题，搜集资料，熟悉设计环境
2
06.24－06.28
调试程序
3
06.28-06.29
仿真程序
4
06.30-07.01
撰写课程设计说明书（论文）
5
07.02
答辩
-V-
沈阳工程学院
VHDL与可编程逻辑器件应用课程设计成绩评定表
系（部）：
自动控制工程系 班级：
电子本072班 学生姓名：
陈勇冰
指导教师评审意见
评价内容
具 体 要 求
权重
评 分
加权分
调研论证
能独立查阅文献,收集资料；
能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
工作能力态度
工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作，
0.2
工作量
按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满难度适宜。
，
说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.5
指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分
加权分合计
指导教师签名：
年 月 日
评阅教师评审意见
查阅文献
查阅文献有一定广泛性；
有综合归纳资料的能力
工作量饱满，难度适中。
0.3
评阅教师评审成绩
（加权分合计乘以8）
评阅教师签名：
课程设计总评成绩
摘要
乐曲演奏广泛用于自动答录装置、手机铃声、集团电话、及智能仪器仪表设备。
实现方法有许多种，在众多的实现方法中，以纯硬件完成乐曲演奏，随着FPGA集成度的提高，价格下降，EDA设计工具更新换代，功能日益普及与流行，使这种方案的应用越来越多。
如今的数字逻辑设计者面临日益缩短的上市时间的压力，不得不进行上万门的设计，同时设计者不允许以牺牲硅的效率达到保持结构的独特性。
使用现今的EDA软件工具来应付这些问题，并不是一件简单的事情。
FPGA预装了很多已构造好的参数化库单元LPM器件。
通过引入支持LPM的EDA软件工具，可以设计出结构独立而且硅片的使用效率非常高的产品。
本文分析了乐曲演奏设计中音符、频率、节拍与编码的相互关系，并在EDA开发工具MAX-plus II平台上，采用VHDL语言及原理图的设计方法，实现了基于FPGA片上系统动态显示可选择多首乐曲的乐曲演奏器的设计，使乐曲演奏数字电路的设计得到了更好的优化，提高了设计的灵活性。
关键词 FPGA，EDA，VHDL，数控分频器
Abstract
Musicperformancesarewidelyusedinautomaticansweringdevices,cellphoneringtones,theGroupphones,smartinstrumentationandequipment。
Thereareseveralwaystoachieve,inmanywaystoachieve,purehardwaretocompletethemusicperformances,alongwiththeimprovementofFPGAintegration,Lowerprices,EDAdesigntoolreplacement,withthegrowingpopularityoffunctionalfashion,theapplicationofsuchaprogramesothatmoreandmore.Today'
sdigitallogicdesignersfaceincreasinglyshortertimetomarketpressure,hadto10,000onthedesign,designersarenotallowedtosacrificetheefficiencyofsilicontomaintaintheuniquenessofthestructure.TheuseofthecurrentEDAsoftwaretoolstotackletheseproblems,isnotasimplematter.Pre-installedFPGAhasalotofgoodstructuralparametersoftheunitLPMdevices.ByintroducingsupportfortheLPMEDAsoftwaretools,youcandesignastructureindependentofsiliconandaveryhighefficiencyintheuseoftheproduct.
Thispaperanalyzesthecorrelationbetweenthecodingwiththenote，frequencyandrhythminmusicalperformante，BasedonMAX-plusII—theEDAdevelopmenttool，thisdesignhasadoptedthemethodofclassificationofVHDLandprinciplepicturedesignprocedures．AndthedesignofdynamicdisplayfingmusicplayerhasbeenachievedonthebasicofFPGAtomuchmusic，thedesignmakingmusicperformthefigurecircuithasgotthemuchbetteroptimization,hasimprovedtheflexibilitydesigningthat.
Keywords FPGA，EDA，VHDL，digitalfrequencymultiplexsystem
-VI-
目 录
摘要 V
Abstract VI
第1章引言 1
1.1EDA技术的概念及发展趋势 1
第2章VHDL语言 2
2.1VHDL简介 2
2.2VHDL语言的特点及应用 3
第3章乐曲硬件演奏电路 7
3.1基本要求 7
3.2乐曲演奏原理 7
3.3乐曲硬件演奏电路的层次化设计方案 9
3.3.1音乐节拍发生器NoteTabs 9
3.3.2音符译码电路ToneTaba模块 14
3.3.3数控分频模块（Speakera）设计 16
3.3.4乐曲硬件演奏电路的顶层设计和仿真 19
结论 21
致谢 22
参考文献 23
附 录 24
-VII-
第1章引言
1.1EDA技术的概念及发展趋势
EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（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
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