电子节拍器的设计与实现.docx
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电子节拍器的设计与实现
电子节拍器的设计与实现
学院:
明光桥北技术学院
班级:
18
姓名:
文熙
学号:
2333
班内序号:
666
1、设计思想
本实验采用自顶向下设计的方法。
从整体上考虑系统的功能，划分出不同的功能模块，然后选用器件实现相应模块，反复改进、反复实践，最终完成系统的设计。
在前期，我主要是进行各个模块的测试，分别测试完成之后，再通过顶层文件进行电路的连接，实现全部的设计。
2、总体框图
（1）系统框图
一、故障及问题分析
1.当按键按下之后，按下一次会产生多次按下的效果。
问题分析与解决：
由于抖动的原因，需要加上一个防抖的程序。
2.速度加1加5的时钟计时时间偏小。
问题分析与解决：
通过实验室多次调试解决。
3.播放自制歌曲时无法进行节拍演示。
问题分析与解决：
case语句需要改进。
（由于此歌曲在验收实验前一天晚上才完成没有时间改进。
）
4.蜂鸣器一开始输入高低电平。
问题分析与解决：
后来查阅资料和同学沟通发现应该是输入不同频率的方波信号。
5.导致数码管显示不正常。
问题分析与解决：
对数码管扫描频率一开始过大，应该调整为10kHz
六、总结和结论
好人有好报----造福学弟学妹
七、源程序
顶层文件
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
ENTITYjiepaiqiIS
PORT
（
add:
INSTD_LOGIC;
sub:
INSTD_LOGIC;
clk:
INSTD_LOGIC;
clear:
INSTD_LOGIC;
state:
INSTD_LOGIC;
success:
instd_logic;
sw:
INSTD_LOGIC;
--sw1:
INSTD_LOGIC;
led1:
OUTSTD_LOGIC;
led2:
OUTSTD_LOGIC;
led3:
OUTSTD_LOGIC;
beeper0:
OUTSTD_LOGIC;
b:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR（6DOWNTO0）;
cat:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR（5DOWNTO0）
）;
ENDjiepaiqi;
ARCHITECTUREaOFjiepaiqiIS
COMPONENTbeeper
PORT（clk:
instd_logic;
clear:
instd_logic;
state:
instd_logic;
success:
instd_logic;
V1,V2,V3:
instd_logic;
show:
outstd_logic
）;
ENDCOMPONENT;
COMPONENTfenpinqi
PORT（clk:
INSTD_LOGIC;
clear:
INSTD_LOGIC;
S:
INSTD_LOGIC_VECTOR（6DOWNTO0）;
speed:
OUTSTD_LOGIC;
ms:
OUTSTD_LOGIC
）;
ENDCOMPONENT;
COMPONENTled
PORT（speed:
INSTD_LOGIC;
clear:
INSTD_LOGIC;
J:
INSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
V1:
OUTSTD_LOGIC;
V2:
OUTSTD_LOGIC;
V3:
OUTSTD_LOGIC
）;
ENDCOMPONENT;
COMPONENTpace
PORT（sw:
INSTD_LOGIC;
clear:
INSTD_LOGIC;
J:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）
）;
ENDCOMPONENT;
COMPONENTsmgymq
PORT（clk:
INSTD_LOGIC;
clear:
INSTD_LOGIC;
J:
INSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
S:
INSTD_LOGIC_VECTOR（6DOWNTO0）;
b:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR（6DOWNTO0）;
cat:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR（5DOWNTO0）
）;
ENDCOMPONENT;
COMPONENTspeeder
PORT（add:
INSTD_LOGIC;
sub:
INSTD_LOGIC;
clear:
INSTD_LOGIC;
clk:
INSTD_LOGIC;
S:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR（6DOWNTO0）
）;
ENDCOMPONENT;
COMPONENTfenpinqismg
PORT（clk:
INSTD_LOGIC;
clear:
INSTD_LOGIC;
clkout:
OUTSTD_LOGIC
）;
ENDCOMPONENT;
SIGNALSW_0:
STD_LOGIC;
SIGNALSW_1:
STD_LOGIC;
SIGNALSW_2:
STD_LOGIC;
SIGNALSW_10:
STD_LOGIC_VECTOR（6DOWNTO0）;
SIGNALSW_4:
STD_LOGIC;
SIGNALSW_11:
STD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
SIGNALSW_6:
STD_LOGIC;
SIGNALSW_9:
STD_LOGIC;
BEGIN
led1<=SW_0;
led2<=SW_1;
led3<=SW_2;
u1:
beeper
PORTMAP（clk=>clk,
clear=>clear,
state=>state,
success=>success,
V1=>SW_0,
V2=>SW_1,
V3=>SW_2,
show=>beeper0）;
u2:
fenpinqi
PORTMAP（clk=>clk,
clear=>clear,
S=>SW_10,
speed=>SW_4,
ms=>SW_9）;
u3:
led
PORTMAP（speed=>SW_4,
clear=>clear,
J=>SW_11,
V1=>SW_0,
V2=>SW_1,
V3=>SW_2）;
u4:
pace
PORTMAP（sw=>sw,
clear=>clear,
J=>SW_11）;
u5:
smgymq
PORTMAP（clk=>SW_6,
clear=>clear,
J=>SW_11,
S=>SW_10,
b=>b,
cat=>cat）;
u6:
speeder
PORTMAP（add=>add,
sub=>sub,
clear=>clear,
clk=>SW_9,
S=>SW_10）;
u7:
fenpinqismg
PORTMAP（clk=>clk,
clear=>clear,
clkout=>SW_6）;
ENDa;
数码管分频器
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entityfenpinqismgis
port（
clk,clear:
instd_logic;
clkout:
outstd_logic）;
endfenpinqismg;
architectureaoffenpinqismgis
signaltemp:
integerrange0to2499;
signalclk_tmp:
std_logic;
begin
process（clk,clear）
begin
ifclear='0'then
temp<=0;
clk_tmp<='0';
else
ifclk'eventandclk='1'then
iftemp=2499then
temp<=0;
clk_tmp<=notclk_tmp;
else
temp<=temp+1;
endif;
endif;
endif;
clkout<=clk_tmp;
endprocess;
end;
速度调节
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entityspeederis
port（
add,sub,clear,clk:
instd_logic;
S:
outstd_logic_vector（6downto0））;
endspeeder;
architectureaofspeederis
signalS_temp:
std_logic_vector（6downto0）;
signaltime1a:
integerrange0to2000;
signaltime1b:
integerrange0to2000;
signaltime2a:
integerrange0to2000;
signaltime2b:
integerrange0to2000;
begin
process（clk）
begin
if（clk'eventandclk='1'）then
-----------add----------
ifS_temp<"1010000"then--节奏速度小于120
if（add='0'）then
time1a<=0;
time1b<=0;
elsif（add='1'andtime1a=2000andS_temp<"1001100"）then--节奏速度小于115按键1秒速度+5
S_temp<=S_temp+5;
time1a<=0;
elsif（add='1'andtime1b=0）then
S_temp<=S_temp+1;
time1b<=time1b+1;
elsif（add='1'andtime1a<2000）then
time1a<=time1a+1;
endif;
endif;
----------sub----------
ifS_temp>"0000000"then--节奏速度大于40
if（sub='0'）then
time2a<=0;
time2b<=0;
elsif（sub='1'andtim
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