FPGA设计一个乐曲自动演奏控制器Word文件下载.docx
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N为乐谱。
由于芯片存储容量太小，源程序只加入乐谱的一部分音符）
《友谊天长地久》乐谱
05|1.113|2.123|1.135|6.6|5.331|2.123|1.665|1.6|5.331|2.126|5.335|6.1|5.331|2.123|1.665|1.0¶
简谱中的音名与频率的关系
音名
频率/Hz
分频数
低音5
392
16’d5102
低音6
440
16’d4545
中音1
523.5
16’d3821
中音2
587.3
16’d3373
中音3
659.3
16’d3033
中音5
784
16’d2551
高音5
880
16’d2273
高音6
1760
16’d1913
二、硬件设计（电路图、原器件清单）
实物元件清单：
印刷电路板一个；
电阻（10KΩ的10个，200Ω的8个，1KΩ的14个，50Ω的1个）；
三极管3个；
发光二极管（红黄绿各三个）；
蜂鸣器1个；
8段显示器2个；
按键4个；
4M晶振1个；
电容（104的6个，10μ的1个）；
电源线1个；
芯片底座1个；
电路图：
功率放大显示部分：
核心控制部分：
三、软件设计（流程图、源程序）
流程图
一个完整的EDA设计流程既是自顶向下设计方法的具体实施途径，也是EDA工具软件本身的组成结构。
其大致的设计流程包括：
设计输入、综合、适配、时序仿真和功能仿真、编程下载、硬件测试的步骤。
对于目前流行的EDA工具软件，图1-1的设计流程具有一般性[3]。
图1-1应用FPGA/CPLD的EDA开发设计流程框图
各部分源程序及说明
modulesong（clk,beep）;
//模块名称song
//I/O口说明
inputclk;
//系统时钟4MHz
outputbeep;
//蜂鸣器输出端
//内部寄存器
regbeep_r;
//寄存器
reg[3:
0]state;
//乐谱状态机
reg[15:
0]count,count_end;
reg[17:
0]count1;
//参数--分频系数
parameterL_5=16'
d5102,//低音5
L_6=16'
d4545,//低音6
M_1=16'
d3821,//中音1
M_2=16'
d3405,//中音2
M_3=16'
d3033,//中音3
M_5=16'
d2551,//中音5
M_6=16'
d2273,//中音6
H_1=16'
h1913;
//高音6
parameterTIME=1000000;
//控制每个音的长短（250ms）
assignbeep=beep_r;
//输出音乐
//上升沿脉冲计数
always@（posedgeclk）
begin
count<
=count+1'
b1;
//计数器加1
if（count==count_end）
begin
=16'
h0;
//计数器取0
beep_r<
=!
beep_r;
//输出取反
end
end
if（count1<
TIME）
count1=count1+1'
else
count1=18'
d0;
if（state==4'
d15）
state=4'
state=state+1'
case（state）
4'
d0,4'
d1:
count_end=L_5;
d2,4'
d3,4'
d4,4'
d5,4'
d6,4'
d7,4'
d8:
count_end=M_1;
d9,4'
d10:
count_end=M_3;
d11,4'
d12,4'
d13,4'
d14:
count_end=M_2;
d15:
default:
count_end=16'
hffff;
endcase
Endmodule
引脚锁定方法
信号
引脚
beep
Pin-12
clk
Pin-43
四、设计总结
经过我们一组人的共同努力，我们的课程设计完成。
在此期间，我们收获颇丰。
首先这是既制作收音机后的又一次焊接印刷电路板的机会，利于提高我们的对器件的辨别、理解能力，还有自己的动手能力。
焊好电路板后，我觉得挺麻烦的就是程序的调试。
刚开始的调试是在实验室的试验箱上，一切运行正常，但转到我们需要用的芯片上就不能出现我们想要的结果。
后来又查资料，了解到芯片的时钟的频率不同，然后我们就开始转换频率再计算，同时把原来的程序根据要求的频率进行修改，但还是不能显示出流畅的音乐。
最后，当我们想放弃这个设计换其他程序设计的时候，我们想起可能是蜂鸣器本身的问题。
然后，我们找到以前制作收音机的喇叭，接上后效果还是挺明显的，听到音乐的那一刻确实挺有成功感。
其次，也是对EDA这门课的深入理解与应用。
如果说刚开始我还不知道EDA是干嘛的，但现在我可以说写一下简单的程序，看懂一些复杂的程序，然后就是提高了对QuartusⅡ操作能力。
当然，通过这次课程设计，还是发现自己的很多不足。
由于当初EDA课程学得不是太好，导致刚开始操作时经常会遇到或大或小的问题，而且这次做的设计我觉得是老师要求里的比较简单的一个，还花费了这么长时间，也说明自己的能力不是太好。
事实证明：
要想真正掌握这门课还需要再花费一些精力。
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