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    《EDA技術(shù)及應(yīng)用》 課程設(shè)計(jì)報(bào)告-電子琴及自動(dòng)演奏

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    1、EDA課程設(shè)計(jì)電子琴與自動(dòng)演奏鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)報(bào)告2011屆通信工程專業(yè)1113071班級(jí)題目:電子琴與自動(dòng)演奏學(xué)號(hào):姓名:同組人:指導(dǎo)老師:張松煒趙成邸金紅馬鵬閣2013年07月07日28EDA課程設(shè)計(jì)電子琴與自動(dòng)演奏1課程設(shè)計(jì)要求1.1硬件電子琴設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求:(1)按下KEY1~KEY7分別表示中音的DO、RE、ME、FA、SOL、LA、SI.(2)按住KEY8同時(shí)按KEY1~KEY7分別表示高音的DO、RE、ME、FA、SOL、LA、SI;(3)按下相應(yīng)的鍵

    2、有對(duì)應(yīng)LED燈指示;其他要求:(1)晶振為12MHz.,采用CPLD器件為ALTERA的EPM7064AEL144-7N。1.2樂曲自動(dòng)演奏機(jī)設(shè)計(jì)要求:(1)可以在電路上能自動(dòng)演奏樂曲,在這里我們采用的是貝多芬的《歡樂頌》;(2)有相應(yīng)的LED燈指示高低音;其他要求:(1)晶振為12MHz;(2)采用CPLD器件,為ALTERA的EPM7064AEL144-7N。1.3硬件電子琴設(shè)計(jì)+樂曲自動(dòng)演奏機(jī)最初我們選擇的設(shè)計(jì)是電子琴,但是由于電子琴的設(shè)計(jì)較為基礎(chǔ),因此我們對(duì)電子琴的設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn),將其與

    3、樂曲自動(dòng)演奏相結(jié)合,要求如下:設(shè)計(jì)要求:(1)按下KEY1—KEY7分別表示中音的DO、RE、ME、FA、SOL、LA、SI;(2)對(duì)于電子琴,按下相應(yīng)的鍵有對(duì)應(yīng)LED燈指示;(3)可以在電路上能自動(dòng)演奏樂曲,在這里我們采用的是貝多芬的《歡樂頌》,且有相應(yīng)的LED燈指示高低音;(4)能實(shí)現(xiàn)電子琴和樂曲自動(dòng)演奏功能的切換。28EDA課程設(shè)計(jì)電子琴與自動(dòng)演奏其他要求:(1)晶振為12MHz;(2)采用CPLD器件為ALTERA的EPM7064AEL144-7N。2整體規(guī)劃2.1設(shè)計(jì)分析根據(jù)設(shè)計(jì)要求,

    4、由于樂曲自動(dòng)演奏機(jī)和硬件電子琴的設(shè)計(jì)已經(jīng)存在,我們對(duì)已有的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改,形成兩個(gè)不同功能的模塊,然后采用元件例化,拼接兩個(gè)模塊,同時(shí)附加一個(gè)選擇功能模塊,以實(shí)現(xiàn)樂曲自動(dòng)演機(jī)和硬件電子琴兩個(gè)功能。2.1.1硬件電子琴分析對(duì)于硬件電子琴,參考了實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的程序,已經(jīng)達(dá)到的要求有:(1)按下key1~key7分別表示中音的DO、RE、ME、FA、SOL、LA、S;(2)按下相應(yīng)的鍵有對(duì)應(yīng)LED燈指示。2.1.2樂曲自動(dòng)演奏機(jī)分析對(duì)于樂曲自動(dòng)演奏機(jī),參考了實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的程序,已經(jīng)達(dá)到的要求有:(1)可以在

    5、電路上能自動(dòng)演奏樂曲,在這里我們采用的是貝多芬的《歡樂頌》(2)有相應(yīng)的LED燈指示高低音。而對(duì)于其他要求:(1)晶振為12MHz.;(2)采用CPLD器件為ALTERA的EPM7064SL-44。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證時(shí),先按照實(shí)驗(yàn)箱芯片和晶振進(jìn)行就修改,在實(shí)驗(yàn)箱上確認(rèn)實(shí)驗(yàn)相應(yīng)功能之后,我們?cè)趯?duì)應(yīng)模塊的頻率數(shù)值進(jìn)行修改,并在對(duì)管腳重新鎖定即可。2.1.3整體設(shè)計(jì)分析整體設(shè)計(jì)要求:用key8實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能切換。添加一個(gè)選擇器,以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能切換。當(dāng)key8鍵沒有按下時(shí),電路實(shí)現(xiàn)硬件電子琴功能,當(dāng)key8

    6、鍵按下之后,電路實(shí)現(xiàn)樂曲自動(dòng)演奏機(jī)。由于不存在現(xiàn)成可以借鑒的,于是,28EDA課程設(shè)計(jì)電子琴與自動(dòng)演奏課程設(shè)計(jì)任務(wù)重心就放在了選擇器模塊的編寫以及整體電路的合成上。2.2頂層模塊輸入輸出圖2-1頂層文件圖形管腳說明:輸入:時(shí)鐘信號(hào)——clk,按鍵——[6:0]key,功能切換鍵——key7輸出:LED燈——[6:0]led,蜂鳴器——beep;Key0:DOkey1:REkey2:MEkey3:FAkey4:SOLkey5:LAkey6:SIkey7:功能切換鍵2.3設(shè)計(jì)流程修改硬件電子琴模塊修

    7、改樂曲自動(dòng)演奏模塊編寫選擇器設(shè)計(jì)頂層文件綜合編譯、試驗(yàn)箱測(cè)試試驗(yàn)箱測(cè)試圖2-1設(shè)計(jì)流程圖2.4設(shè)計(jì)分工孫干:負(fù)責(zé)修改硬件電子琴以及樂曲自動(dòng)演奏模塊。周龍杰:負(fù)責(zé)編寫選擇器以及設(shè)計(jì)頂層文件。朱真:負(fù)責(zé)綜合測(cè)試電路是否達(dá)到要求,并進(jìn)行修改。28EDA課程設(shè)計(jì)電子琴與自動(dòng)演奏3功能劃分與模塊化分3.1自動(dòng)演奏模塊自動(dòng)演奏模塊功能:在按下key7鍵后,實(shí)現(xiàn)可以自動(dòng)播放樂曲的功能。3.1.1自動(dòng)演奏設(shè)計(jì)方案(1)根據(jù)樂曲自動(dòng)演奏的基本原理設(shè)計(jì)出適合EDA多功能試驗(yàn)箱的源程序,通過分頻模塊得到12MHZ的晶

    8、振;源程序編寫完成,編譯調(diào)試后,在實(shí)驗(yàn)箱上驗(yàn)證其功能;(2)驗(yàn)證模塊是否能完成實(shí)踐要求的所有功能;然后去掉分頻模塊,將功能模塊做適當(dāng)?shù)男薷?,編譯調(diào)試成功后,將其下載到CPLD實(shí)驗(yàn)板上。3.1.2設(shè)計(jì)步驟(1)在QuartusⅡ中建立一個(gè)工程項(xiàng)目文件song.qpf,并在該項(xiàng)目下新建VerilogHDL源程序文件song.v輸入程序代碼并保存。完整的VerilogHDL程序參考程序清單。(2)然后在該工程選擇目標(biāo)器件并對(duì)相應(yīng)的引腳進(jìn)行鎖定,在這里所選擇器件為Alter公司的EPM7064SL-44

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