基于FPGA的音乐硬件演奏电路设计.doc

信息工程学院2014/2015学年第二学期课程设计报告题目：基于FPGA的音乐硬件演奏电路设计课程名称FPGA系统开发班级学号23/15/16学生姓名指导教师2015年7月3日课程设计报告任务书学号136105011537951361010515119113610108151852姓名刘嘉颖/李滢/陈领专业电子信息工程设计题目基于FPGA的音乐硬件演奏电路设计设计技术要求这是一种运用纯硬件实现乐曲播放的电路，比运用微处理器实现乐曲播放更加复杂。它运用了强大功能的EDA工具FPGA和硬件描述语言VHDL。本设计以歌曲《妈妈的吻》来实现乐曲播放电路的功能。[1]顺序播放乐曲功能：当电路开始工作时，如果存储器中有多首乐曲，那么演奏电路将从头到尾顺序播放这些乐曲。[2]循环播放乐曲功能：当演奏完后一首乐曲时，将自动返回到第一首歌曲开始播放，反复不止，直到关闭电源电路停止工作为止。[3]乐曲简谱显示功能：当演奏电路播放乐曲时，能够将当前播放的音符通过一列发光二极管以二进制的形式予以显示。[4]乐曲高音显示功能：如果电路正在播放高音音符，那么将有一个发光二极管点亮来显示。[5]音量大小可调功能：运用EDA实验箱上的数字功率放大器LM386N，对数控分频器输出的音频信号予以处理，输出大小连续可调的音频信号到扬声器。设计要求[1]本次设计在EDA开发平台QUARTUSII9.0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“梁祝”和“月亮代表我的心”两首乐曲为例，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。[2]认真完成本课程设计报告，确保报告的完整性，按时提交，不得抄袭他人成果。参考文献[1]康华光,陈大钦.电子技术基础数字部分（第四版）[M].高等教育出版社,1987:45-59.[2]潘松.EDA技术实用教程[M].北京:科学教育出版社,2006:2-38.[3]卢毅编著.VHDL与数字电路设计[M].北京.科技大学出版,2001:38-40.[4]侯佰亨,顾新编著.VHDL硬件描述语言与实际应用[M].西安.西安电子科社,2000:269-280.[5]谢自美.电子线路设计（第二版）[M].华中科技大学出版社,2000:130-135.[6]王金明.数字系统设计与verilogHDL（第四版)[M].电子工业出版社,2011:264-270.课程设计报告成绩姓名:刘嘉颖/李滢/陈领学号：23/15/16专业:电子信息工程课程设计题目：基于FPGA音乐硬件演奏系统设计指导教师评语：成绩：指导教师：年月日摘要数据采集系统是信号与信息处理系统中不可缺少的重要组成部分，同时也是软件无线电系统中的核心模块，在现代雷达系统以及无线基站系统中的应用越来越广泛。其中FPGA作为本系统的控制核心和传输桥梁，发挥了极其重要的作用。通过FPGA不仅完成了系统中全部数字电路部分的设计，并且使系统具有了较高的可适应性、可扩展性和可调试性。FPGA是近年来广泛应用的超大规模、超高速的可编程逻辑器件，由于其具有高集成度、高速、可编程等优点，大大推动了数字系统设计的单片化、自动化，缩短了单片数字系统的设计周期、提高了设计的灵活性和可靠性，在超高速信号处理和实时测控方面有非常广泛的应用。本文对FPGA的数据采集与处理技术进行研究，基于FPGA在数据采样控制和信号处理方面的高性能和单片系统发展的新热点，把FPGA作为整个数据采集与处理系统的控制核心。关键词：FPGA，采集和控制，单片机，电路板，VHDL目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc423083328"绪论PAGEREF_Toc423083328\h1HYPERLINK\l"_Toc423083329"1.1引言PAGEREF_Toc423083329\h1HYPERLINK\l"_Toc423083330"1.2EDA简介PAGEREF_Toc423083330\h1HYPERLINK\l"_Toc423083331"1.3FPGA简介PAGEREF_Toc423083331\h1HYPERLINK\l"_Toc423083332"1.4VHDL语言简介PAGEREF_Toc423083332\h2HYPERLINK\l"_Toc423083333"1.5QuartusII简介PAGEREF_Toc423083333\h3HYPERLINK\l"_Toc423083334"1