简易电子琴的设计

Hefei University EDA课程设计报告

设计题目：简易电子琴设计专业：12级自动化(1)班姓名：王永

学号：1205033013

指导老师：康南生

EDA 课程设计、课程（学年）论文任务书

课程编号EDA 课内/外周数（学时数）1周指导地点 38-401 集中□分散

□.

学生姓名：王永系（部）、专业：自动化班级：（1）

题目EDA简易电子琴

完成的任务（包括内容及要求、设计流程、论文提纲、阅读资料文献等具体要求等）：

1、基本要求

（1）利用数控分频器设计一个电子琴硬件电路和音乐发生器。

（2）演奏时可以选择手动按键演奏。

（3）演奏也可以选择自动播放已存入的乐曲，并自动重复播放。

2、选做部分（至少选做一项）

（1）自动重复播放。

（2）其他。

论文字数须达到3000至5000字，正文包含标题、摘要、关键词、正文和参考文献5个部分。参考文献5篇，其中外文文献1篇，论文中引文按规范标出。

具体教学进程、时间安排与具体内容：

第10周：布置选题

第11周-15周：完成设计

第16周：完成课程设计说明书

第17周：作品演示及考核

参考文献：

[1] 卢毅，赖杰。VHDL与数字电路设计【M】。北京：科学出版社，2001.3

[2]陈雪松，滕立忠。VHDL入门与应用。北京：人民邮电出版社。

[3]焦素敏，eda技术基础。北京：清华大学出版社。2009.8

[4] VHDL Language Reference Guide ，Alde Inc . Henderson NV USA ，1999

其他要求：

完成选做部分要求至少一项。

指导教师 (签名） 2010年 11 月 5 日

教研室审定意见（选题、资料、工作量等是否合适）：

选题合适，工作量适宜，资料收集齐全，同意使用。

教研室主任（签名） 2010年 11 月 5 日

注：本表打印，一式三份，学生个人、系（部）（归档）、教务处（备案）各一份

摘要本课程设计主要采用EDA技术设计一个简易的八音符电子琴，它可通过按键输入来控制音响从而演奏出已存入的乐曲。在课程设计中，系统开发平台为Windows XP，程序设计采用VHDL语言，程序运行平台为MAX+plu sⅡ。然后编写程序实现电子琴的各项功能，使不同的音阶对应不同频率的正弦波，按下不同的键时发出对应频率的声音。程序通过调试运行，时序仿真，电路功能验证，顺利地实现了设计目标。

关键词电子琴；EDA；VHDL；音阶；频率

Abstract The main use of this curriculum design EDA technology to design a simple eight-note organ, it can be key to control the audio input so as to have been deposited in a concert of music. In the course design, system development platform for Windows 2000, the procedures VHDL design language, platform for running MAX + plus Ⅱ. And then program to achieve the various functions of the organ, so that different scale corresponds to a different frequency sine wave, press different keys when the voice of the corresponding frequency. Running through the debugging process, timing simulation, functional verification circuit, successfully achieved the goal of the design.

Key Words Electric piano; EDA; VHDL; scale; frequency

1引言

随着信息科学的进步，现代电子产品的性能越来越高，复杂度越来越大，更新步伐也越来越快，电子技术的发展进入了划时代的阶段。其中电子技术的核心便是电子设计自动化EDA（Electronic Design Automatic）技术。EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而开发出的电子CAD通用软件包，它根据硬件描述语言HDL完成的设计文件，自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线及仿真，直至完成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。本课程设计就是采用EDA技术描述语言VHDL编程实现简易电子琴的各项功能，是EDA技术应用于实际的一个很好的例子。

1.1 课程设计目的

运用VHDL语言对简易电子琴的各个模块进行设计，并使用EDA 工具对各模块进行仿真验证。本设计包含如下三个模块：乐曲自动演奏模块，音调发生模块，数控分频模块，最后把各个模块整合后，通过电路的输入输出对应关系连接起来

1.2课程设计内容

（1）设计一个简易的八音符电子琴，它可通过按键输入来控制音响。

（2）系统演奏时可以选择是手动演奏（由键盘输入）还是自动演奏已存入的乐曲。

（3）能够自动演奏多首乐曲，且乐曲可重复演奏。

1.3课程设计原理

本课程设计目的在于灵活运用EDA技术编程实现一个简易电子琴的乐曲演奏，它要求在实验箱上构造一个电子琴电路，不同的音阶对应不同频率的正弦波。按下每个代表不同音阶的按键时，能够发出对应频率的声音。故系统可分为乐曲自动演奏模块（AUTO）、音调发生模块（TONE）和数控分频模块(FENPIN)三部分。系统的整体组装设计原理图如图1-1所示。