(页数:17 字数:4133) 1．选题背景
1．1设计题目
简易电子琴的设计
1．2设计目的
EDA技术是电子设计的发展趋势，利用EDA工具可以代替设计者完成电子系统设计中的大部分工作。EDA工具从数字系统设计的单一领域，发展到今天，应用范围已涉及模拟、微波等多个领域，可以实现各个领域电子系统设计的测试、设计方针和布局布线等。设计者只要完成对电子系统的功能描述，就可以利用计算机和工具，进行设计处理，最终得到设计结果。
1．3设计要求
（1）设计一个简易的八音符电子琴，可通过按键输入来控制音响。
（2）演奏时可以选择是手演奏（由键盘输入）或自动演奏已存入的乐曲。
（3）能够自动演奏多首乐曲，且每首乐曲可重复演奏。
2．方案论证
2．1方案选择
2．1．1方案一
采用单个的逻辑器件组合实现。这样虽然比较直观，逻辑器件分工鲜明，思路也比清晰，一目了然，但是由于元器件种类、个数繁多，而过于复杂的硬件电路也容易引起系统的精度不高、体积过大等不利因素。例如八个不同的音符是由八个不同的频率来控制发出的，而采用方案一就可以运用不同的分频器来对信号进行不同程度的分频。所用仪器之多显而易见。
2．1．2方案二
采用VHDL语言编程来实现电子琴的各项功能。系统主要由电子琴发声模块、选择控制模块和储存器模块组成。和方案一相比较，方案二就显得比较笼统，只是把整个系统分为了若干个模块，而不牵涉到具体的硬件电路。但是我们必须看到用超高速硬件描述语言VHDL的优势，它不仅具有良好的电路行为描述和系统描述的能力而且通俗易懂。
经过对以上两种方案的分析、比较和总结，我们选用方案二来进行电子琴的设计。
3．过程论述
3．1设计方案
八音电子琴由三个模块组成。
1）模块一——automusic。实现自动演奏功能。
2）模块二——speaker。实现数控分频。
3）模块三——tone。音阶发生器程序。分频系数降低一位，主频从8M降低到28K。
3．2总体方案的设计
根据设计要求该电子琴能实现八个音键的控制，根据各个音调的频率的差异，来实现按下不同的音键而发出不同的声音。除此之外还实现了随机存储并读出一段音乐的附加功能。系统的方框图如下图1.2.1所示。图中大体分为电子琴发声模块、选择控制模块和存储器模块构成。电子琴发声模块负责发出音键相应的音符；选择控制模块负责由外部控制电子琴的各项功能的实现；而存储器模块顾名思义就是对随机写入的乐谱进行存储，并在需要时读出。在只实现基本功能时（由功能控制键控制），外部输入的音键，由电子琴发声模块发出相应的音符。实现附加功能时，可进行乐曲输入，而后存储在存储器模块中；还可以将输入的乐曲从存储模块中完整输出（这些都是由乐曲输入／输出控制键控制）。
目录
1．选题背景……………………………………………………………………………1
1．1设计题目………………………………………………………………………1
1．2设计目的………………………………………………………………………1
1．3设计要求………………………………………………………………………1
2．方案论证……………………………………………………………………………1
2．1方案选择………………………………………………………………………1
2．1．1方案一………………………………………………………………… 1
2．1．2方案二………………………………………………………………… 1
3．过程论述……………………………………………………………………………2
3．1设计方案……………………………………………………………………… 2
3．2总体方案的设计………………………………………………………………2
3．3单元电路的设计………………………………………………………………2
3．3．1模块一………………………………………………………………… 2
3．3．2模块二………………………………………………………………… 5
3．3．3模块三………………………………………………………………… 6
3．4顶层设计………………………………………………………………………8
4．结果分析………………………………………………………………………… 9
4．1上机验证与仿真结果……………………………………………………… 9
4．1．1 Automusic模块的时序仿真与RTL综合图……………………… 9
4．1．2 speaker模块的时序仿真与RTL综合图……………………………11
4．1．3 tone模块的时序仿真与RTL综合图………………………………11
4．2顶层综合仿真，RTL综合图……………………………………………… 15
5．总结………………………………………………………………………………16
6.涉及体会及今后的改进意见……………………………………………………16
参考文献…………………………………………………………………………… 17
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