EDA课程设计-基于VHDL文本输入法的乐曲演奏电路的设计.doc

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+plusⅡ。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 【电子琴设计基础】 在本EDA课程设计中，学生被要求设计一个基于VHDL的简易八音符电子琴。这个设计项目的核心是利用EDA（电子设计自动化）技术，通过编程来实现音乐演奏功能。EDA技术是现代电子设计的关键工具，它结合了计算机辅助设计（CAD）、计算机技术和智能化技术，使得复杂的电子系统设计变得更加高效和精确。 【VHDL编程与EDA工具】 VHDL是一种硬件描述语言（HDL），用于描述数字系统的结构和行为。在本设计中，VHDL被用来编写电子琴的各个功能模块。程序在Windows XP系统上运行，利用MAX+plusⅡ作为设计和仿真平台。VHDL代码编写的程序可以实现不同的音阶与不同频率的正弦波之间的对应关系，当按下不同按键时，会产生相应的音频信号。 【系统构成】 电子琴系统由三个主要模块构成：乐曲自动演奏模块（AUTO）、音调发生模块（TONE）和数控分频模块（FENPIN）。 AUTO模块负责处理乐曲的自动播放，TONE模块则生成不同音调的信号，而FENPIN模块则对时钟信号进行分频，确保音乐的准确播放。这三个模块相互协作，共同实现音乐演奏功能。 【设计流程】 设计流程包括VHDL编程、程序调试、时序仿真和电路功能验证。通过这些步骤，设计者可以确保电子琴能按照预期工作，即当按键被按下时，会输出相应频率的正弦波，进而产生对应音阶的声音。在VHDL中，每一个模块都有其特定的输入和输出，通过连接这些模块，可以构建完整的电子琴系统。 【音乐演奏功能】 电子琴不仅支持手动演奏，还可以自动演奏预先存储的乐曲。这意味着设计需要包含存储乐曲的机制，并能识别和执行这些乐曲。此外，系统还需要有能力重复演奏同一首或多首乐曲，这需要在设计中考虑到循环播放的逻辑。 【总结】 本EDA课程设计是将理论知识与实践相结合的典范，让学生掌握VHDL编程和EDA工具的使用，理解数字系统如何通过软件定义来实现音乐演奏。通过这个项目，学生不仅能学习到电子设计的基础，还能体验到音乐与科技的融合，从而提升综合技能和创新能力。