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硬件课程设计报告_基于FPGA预置歌曲播放器.doc
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硬件课程设计报告_基于FPGA预置歌曲播放器.doc
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华中科技大学电子与信息工程系硬件课程设计
华中科技大学硬件课程设计总结报告
项目名称:基于
FPGA
的预置乐曲播放器设计
院系:华中科技大学 __
小组成员:
指导老师: _______
时间: _
华中科技大学电子与信息工程系硬件课程设计
【摘要】
本次课程设计的项目名称是‘基于 FPGA 的预置乐曲播放器’,本次设计是在
BASYS2 实验开发板上实现,使用 xinlinx14.1 软件,开发语言采用 VHDL,、
通过 Basys 开发板的拨码开关实现播放乐曲的相关功能的控制;该播放器还外
接自制音箱实现放大乐曲功能,PS2 键盘实现电子琴的扩展弹奏功能,并通过
VGA 显示电子琴琴键界面。
【关键词】
FPGA;Basys;xilinx;VHDL;预置音符;音乐播放;电子琴;VGA 显
示屏显示;PS/2 键盘;数码管
华中科技大学电子与信息工程系硬件课程设计
目录
【摘要】......................................................................................................................2
【关键词】..................................................................................................................2
一、绪论......................................................................................................................6
1.1. 研究背景........................................................................................................6
1.2. 基本技术简介................................................................................................6
1.2.1. 可编程逻辑器件 FPGA........................................................................6
1.2.2. 硬件描述语言 VHDl.............................................................................7
1.2.3. 开发软件 xilinx....................................................................................7
1.3. 设计目标........................................................................................................7
1.4. 关键技术........................................................................................................8
1.5. 考核指标........................................................................................................9
1.6. 参考资料........................................................................................................9
1.7. 元器件列表....................................................................................................9
1.8. 成员列表........................................................................................................9
1.9. 时间历程......................................................................................................10
1.10. 系统实物图片............................................................................................10
二、系统设计............................................................................................................11
2.1 系统原理.......................................................................................................11
2.1.1 音调控制.............................................................................................11
2.1.2 音长控制.............................................................................................12
2.1.3 乐谱发生器.........................................................................................13
2.1.4 音量控制.............................................................................................13
2.1.5.模式控制............................................................................................14
2.1.6 VGA 显示彩条.....................................................................................14
2.1.7 键盘接口实现电子琴.........................................................................14
2.2 方案论证.......................................................................................................14
2.3 系统架构.......................................................................................................14
2.3.1 键盘系统.............................................................................................15
2.3.2VGA 系统..............................................................................................15
2.3.3 扬声器系统.........................................................................................15
2.3.4 I/O 系统...............................................................................................16
2.3.5 时钟控制系统.....................................................................................16
2.3.6 总系统.................................................................................................16
三、系统模块设计.............................................................................................16
3.1 顶层模块.......................................................................................................17
3.1.1 顶层模块原理框图.............................................................................17
3.1.2 顶层模块电路图.................................................................................17
3.2 时钟分频[DCM1]模块:.............................................................................17
3.2.1 功能描述.............................................................................................17
3.2.2 工作流程.............................................................................................17
3.2.3 元件符号.............................................................................................17
华中科技大学电子与信息工程系硬件课程设计
3.2.4 软件实现.............................................................................................18
3.2.5 硬件实现.............................................................................................18
3.3 乐谱码发生[MusicTone]模块:..................................................................18
3.3.1 功能描述.............................................................................................18
3.3.2 工作流程.............................................................................................18
3.3.3 元件符号.............................................................................................18
3.3.4 软件实现.............................................................................................18
3.3.5 硬件实现.............................................................................................19
3.4 乐谱码查表译码[ToneTable]模块...............................................................19
3.4.1 功能描述.............................................................................................19
3.4.2 工作流程.............................................................................................19
3.4.3 元件符号.............................................................................................19
3.4.4 软件实现.............................................................................................19
3.4.5 硬件实现.............................................................................................20
3.5 数控分频[SPKDCM]模块:........................................................................20
3.5.1 功能描述.............................................................................................20
3.5.2 工作流程.............................................................................................20
3.5.3 元件符号.............................................................................................20
3.5.4 软件实现.............................................................................................20
3.5.5 硬件实现.............................................................................................20
3.6 音量调节模块:...........................................................................................20
3.6.1 功能描述.............................................................................................20
3.6.2 工作流程.............................................................................................21
3.6.3 元件符号.............................................................................................21
3.7VGA 显示[VGACode]模块:......................................................................21
3.7.1 功能描述.............................................................................................21
3.7.2 工作流程.............................................................................................21
3.7.3 元件符号.............................................................................................21
3.7.4 软件实现.............................................................................................21
3.7.5 硬件实现.............................................................................................22
3.8 键盘电子琴[KyBoard]模块:.....................................................................22
3.8.1 功能描述.............................................................................................22
3.8.2 工作流程.............................................................................................22
3.8.3 元件符号.............................................................................................22
3.8.4 软件实现.............................................................................................22
3.8.5 硬件实现.............................................................................................23
四、开发环境.....................................................................................................23
4.1 硬件环境.......................................................................................................23
4.2 软件环境.......................................................................................................24
4.3 系统调试与测试方法...................................................................................24
4.4 模块仿真结果...............................................................................................24
2. 技术报告.........................................................................................................26
华中科技大学电子与信息工程系硬件课程设计
5.1 界面显示.......................................................................................................26
5.2 操作指南.......................................................................................................26
5.2.1 供电电源.............................................................................................26
5.2.2 按键功能.............................................................................................26
5.2.3 开关功能.............................................................................................26
5.3 用户体验.......................................................................................................27
5.4 故障问题与分析...........................................................................................27
5.4.1 电子密码锁模块.................................................................................27
5.4.2 键盘模块.............................................................................................27
5.5 后期计划.......................................................................................................27
六、项目总结............................................................................................................28
七、心得体会............................................................................................................28
八、致谢....................................................................................................................28
九、源代码清单........................................................................................................28
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