EDA课程设计--乐曲硬件演奏电路设计
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3．模块 Speakera 是一个数控分频器，音符的频率可由此模块获得。由 CLK 端输入 一具有较高频率的信号，通过 Speakera 分频后由 SPKOUT 输出。由于直接从数控分频器 中出来的输出信号是脉宽极窄的脉冲式信号。为了利用驱动扬声器，需加一个 D 触发器
太原科技大学：名字起个什么
以均衡其占空比，频率将是原来的 1/2。Speakera 对 CLK 输入信号的分频比由预置数 Tone 决定。SPKOUT 的输出频率将决定每一音符的音调。
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曲的音乐数据，再重新定制 LPM-ROM，连接到程序中就可以实现其它乐曲的演 奏。
三、总体框图
分频器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
NOTETABS
TONETABA
译码器
SPEAKERA
扬声器
该主系统由三个模块：Songer.vhd、div.vhd、SEG7.Vhd(7 段译码器)组成。 ①首先定制 Songer.Vhd，此模块包括 3 个小模块，分别是 NoteTabs 模块，ToneTaba 模 块，Speakera 模块，此外，我们还需建立一个名为“music”的 LPM_ROM 模块与 NoteTabs 模块连接。 ②根据给出的乘法器逻辑原理图及其模块的 VHDL 描述在 QUARTUS2 上完成设计。③完成 编译，综合，仿真，管脚分配，编程下载。
本文介绍在 EDA 开发平台上利用 VHDL 语言设计数控分频器电路，用数控分 频的原理设计音乐硬件演奏电路，并定制 LPM-ROM 存储音乐数据，以“梁祝”乐曲 为例，将音乐数据存储到 LPM-ROM，就达到了以纯硬件的手段来实现乐曲的演奏 效果。只要修改 LPM-ROM 所存储的音乐数据，将其换成其他乐曲的音乐数据，再 重新定制 LPM-ROM，连接到程序中就可以实现其它乐曲的演奏。
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电子技术课程设计
————乐曲硬件演奏电路设计
学 院: 专业 班级: 姓 名: 学 号: 指导教师:
2009 年 11 月
太原科技大学：名字起个什么
目录 一：前言…………………………………………………….1 二：设计任务要求………………………………………………2 三：总体框图……………………………………………………2 四：选择器件……………………………………………………3 五：功能模块：…………………………………………………3
五、功能模块
1．对于模块 Songer 《梁祝》乐曲简谱如下：
2．对于模块 ToneTaba，是乐曲简谱码对应的分频预置数查找表电路，其中设 置了乐曲的全部音符所对应的分频置数，每一音符的停留时间由音乐节拍和音调发 生器模块 NoteTabs 的 CLK 的输入频率决定，这些值由对应于 ToneTaba 的 4 位输入 值 Index[3..0]确定，最多有 16 种可选值。输向 ToneTaba 中 Index[3..0]的值 ToneIndex[3..0]的输出值与持续的时间由模块 NoteTabs 决定。
1：Songer 模块………………………………………………3 1）NoteTabs 模块（程序 仿真图）……………………5 2）ToneTaba 模块（程序 仿真图）……………………6 3）Speakera 模块（程序 仿真图）……………………8
2：div 模块（程序 仿真图）………………………………11 3：七段译码器模块（程序）………………………………13 六：总体设计电路图…………………………………………15 1．顶层设计的电路原理图…………………………………15 2．顶层设计的仿真结果……………………………………17 3．电路的管脚图……………………………………………18 七：结束语………………………………………………………19 八：心得体会……………………………………………………19
二、设计任务要求
本文介绍在 EDA 开发平台上利用 VHDL 语言设计数控分频器电路，利用数控 分频的原理设计音乐硬件演奏电路，并定制 LPM-ROM 存储音乐数据，以“感恩 的心”乐曲为例，将音乐数据存储到 LPM-ROM，就达到了以纯硬件的手段来实 现乐曲的演奏效果。只要修改 LPM-ROM 所存储的音乐数据，将其换成其他乐
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乐曲硬件演奏电路设计
一、前言
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[1] 软件工具，设计者可以设计出结构独立而且硅片的使用效率非常高的产品。
1．对于模块 NoteTabs 的功能描述：该模块的功能就是定义音符数据 ROM“music” 随着该模块中的计数器控制时钟频率速率作加法计数时，即地址值递增时，音符数据 ROM 中的音符数据。将从 ROM 中通过 ToneIndex[3..0]端口输向 ToneTaba 模块，演奏《寂寞 的季节》。在该模块中设置了一个 8 位二进制计数器（计数最大值为 197），作为音符数据 ROM 的地址发生器。这个计数器的计数频率为 4Hz，即每一计数值的停留时间为 0.25 秒， 恰为当全音符设为 1 秒时，四四拍的 4 分音符持续时间。
4. SEG7 模块是一个七段译码器，作用是在硬件上显示音频的高低，用 0 到 7 分别 对应空节拍、do、ri、mi、fa、suo、la、xi，高音时，LED 亮，数码管显示对应数字。
四、选择器件
1.EP1C12Q240C8 芯片及相应的连接设备 2.外置扬声器 3.7 段数码管 4.计算机 5.LED 灯一个
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曲的音乐数据，再重新定制 LPM-ROM，连接到程序中就可以实现其它乐曲的演 奏。
三、总体框图
分频器
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NOTETABS
TONETABA
译码器
SPEAKERA
扬声器
该主系统由三个模块：Songer.vhd、div.vhd、SEG7.Vhd(7 段译码器)组成。 ①首先定制 Songer.Vhd，此模块包括 3 个小模块，分别是 NoteTabs 模块，ToneTaba 模 块，Speakera 模块，此外，我们还需建立一个名为“music”的 LPM_ROM 模块与 NoteTabs 模块连接。 ②根据给出的乘法器逻辑原理图及其模块的 VHDL 描述在 QUARTUS2 上完成设计。③完成 编译，综合，仿真，管脚分配，编程下载。
本文介绍在 EDA 开发平台上利用 VHDL 语言设计数控分频器电路，用数控分 频的原理设计音乐硬件演奏电路，并定制 LPM-ROM 存储音乐数据，以“梁祝”乐曲 为例，将音乐数据存储到 LPM-ROM，就达到了以纯硬件的手段来实现乐曲的演奏 效果。只要修改 LPM-ROM 所存储的音乐数据，将其换成其他乐曲的音乐数据，再 重新定制 LPM-ROM，连接到程序中就可以实现其它乐曲的演奏。
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————乐曲硬件演奏电路设计
学 院: 专业 班级: 姓 名: 学 号: 指导教师:
2009 年 11 月
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目录 一：前言…………………………………………………….1 二：设计任务要求………………………………………………2 三：总体框图……………………………………………………2 四：选择器件……………………………………………………3 五：功能模块：…………………………………………………3
五、功能模块
1．对于模块 Songer 《梁祝》乐曲简谱如下：
2．对于模块 ToneTaba，是乐曲简谱码对应的分频预置数查找表电路，其中设 置了乐曲的全部音符所对应的分频置数，每一音符的停留时间由音乐节拍和音调发 生器模块 NoteTabs 的 CLK 的输入频率决定，这些值由对应于 ToneTaba 的 4 位输入 值 Index[3..0]确定，最多有 16 种可选值。输向 ToneTaba 中 Index[3..0]的值 ToneIndex[3..0]的输出值与持续的时间由模块 NoteTabs 决定。
1：Songer 模块………………………………………………3 1）NoteTabs 模块（程序 仿真图）……………………5 2）ToneTaba 模块（程序 仿真图）……………………6 3）Speakera 模块（程序 仿真图）……………………8
2：div 模块（程序 仿真图）………………………………11 3：七段译码器模块（程序）………………………………13 六：总体设计电路图…………………………………………15 1．顶层设计的电路原理图…………………………………15 2．顶层设计的仿真结果……………………………………17 3．电路的管脚图……………………………………………18 七：结束语………………………………………………………19 八：心得体会……………………………………………………19
二、设计任务要求
本文介绍在 EDA 开发平台上利用 VHDL 语言设计数控分频器电路，利用数控 分频的原理设计音乐硬件演奏电路，并定制 LPM-ROM 存储音乐数据，以“感恩 的心”乐曲为例，将音乐数据存储到 LPM-ROM，就达到了以纯硬件的手段来实 现乐曲的演奏效果。只要修改 LPM-ROM 所存储的音乐数据，将其换成其他乐
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乐曲硬件演奏电路设计
一、前言
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[1] 软件工具，设计者可以设计出结构独立而且硅片的使用效率非常高的产品。
1．对于模块 NoteTabs 的功能描述：该模块的功能就是定义音符数据 ROM“music” 随着该模块中的计数器控制时钟频率速率作加法计数时，即地址值递增时，音符数据 ROM 中的音符数据。将从 ROM 中通过 ToneIndex[3..0]端口输向 ToneTaba 模块，演奏《寂寞 的季节》。在该模块中设置了一个 8 位二进制计数器（计数最大值为 197），作为音符数据 ROM 的地址发生器。这个计数器的计数频率为 4Hz，即每一计数值的停留时间为 0.25 秒， 恰为当全音符设为 1 秒时，四四拍的 4 分音符持续时间。
4. SEG7 模块是一个七段译码器，作用是在硬件上显示音频的高低，用 0 到 7 分别 对应空节拍、do、ri、mi、fa、suo、la、xi，高音时，LED 亮，数码管显示对应数字。
四、选择器件
1.EP1C12Q240C8 芯片及相应的连接设备 2.外置扬声器 3.7 段数码管 4.计算机 5.LED 灯一个