基于FPGA的音乐发生器的设计实现

1、哈尔滨工程大学实 验 报 告实 验 名 称：基于FPGA的音乐发生器的设计实现班 级：学 号： 姓 名： 实 验 时 间： 成 绩：_指 导 教 师： 实验室名称： 第一实验室哈尔滨工程大学实验室与资产管理处 制实验报告撰写要求实验操作是理论联系实际的重要环节，实验报告必须在科学实验的基础上进行，实验报告的撰写是知识系统化的吸收和升华的过程，实验报告应该体现完整性、规范性、正确性、有效性。现将撰写实验报告的有关内容说明如下：1实验名称2实验目的本次实验所涉及并要求掌握的知识点。3实验内容与实验步骤实验内容、原理、原理图分析及具体实验步骤。4实验环境实验所使用的器件、仪器设备名称及规格。5设计实

2、验数据表格6实验过程与分析详细记录在实验过程中发生的故障和问题，并进行故障分析，说明故障排除的过程及方法。根据具体实验，记录、整理相应数据表格、绘制曲线、波形图等，并进行误差分析。7实验结果总结对实验结果进行分析，完成思考题目，总结实验的心得体会，并提出实验的改进意见。注：1前5项必须在做实验之前完成，并由指导教师签字后才能做实验。2对于学生自拟实验题目、参与科研、创新实验等形式实验项目的实验报告可采用论文、实验总结报告等形式完成。3此封皮标准页面为16K，下载网址。实验选题十：基于FPGA的音乐发生器的设计实现一 实验名称基于FPGA的音乐发生器的设计实现二 实验目的利用PS2接口电路控制并

3、实现一个音乐发生器系统。要求用FPGA设计产生得到一组不同频率的音阶，通过编码形成8位数字量来控制DA转换器使其输出正弦波，以驱动音响电路。三 实验内容与实验步骤(1)软件编程部分（Quartus II）1. 图1是整个综合电路，整个电路时是由分频模块，消抖模块，键值识别模块，编码模块，选择模块，64位计数器，rom模块。首先画出各模块的电路图，然后组成宏，最后组成大的电路图。2. 图2是分频模块。有74290，74160, 74161组成2，5, 10，9, 3等各种进制的分频器。分出的频率是1到7的音阶的频率的64倍，还有一个消抖用的500MHz的频率，之后分别接入音频选择。3. 图3是3

4、个74194和门电路组成的键值识别模块，每一次按一个键值，ps2将会输入一个8位bcd 2进制编码，然后通过74194与门电路组成的与非门识别出这7个键值。我的键值识别钱一位都是1.只是变了第二位，他们分别是1，q，a，w，s，2，alt，分别代表音阶的1到7.4. 图4是一个消抖单元，有一个74160与一个DFF门电路组成，输入的频率是500MHz，这样可以避免键值识别时弄出误识别。5. 图5是用74148组成的编码模块，将识别的键值编码成3位2进制数输入给数据选择，由其选择出频率。6. 图6是数据选择单元。有一个74153组成，接收到编码的数据后，可以选择出输出的频率。7. 图7是由两个7

5、4161组成的64位计数器。由于之前的分频是音阶的64倍，所以这里用64位计数器可以将频率弄成原频率。8. 图8就是rom模块。分配管脚，组合电路。 图1 图2 图3 图4 图5 图6 图7(2)硬件部分（焊接）1.利用DA模块产生正弦波，要求DA精度为8位，输出电压范围是05V；2.利用运算放大电路实现正弦波形的衰减，电压放大倍数为0.1倍；其中，Rf=100K R1=10K R=9K RL=10 单位：欧姆3.利用功率放大电路实现功率的放大，电压放大倍数为20倍；4.讲部分电路串联起来。四 实验环境软件：Quartus II硬件：电烙铁，焊锡，面包板，LM324，LM386,D/A转换模块，喇叭，电阻10，10K，100K,9K，10各一个，滑动变阻器1个，电容10F3个，0.047F1个，200F1个，0.1F1个，导线若干。五 实验过程与分析1 前几天编程，后两天焊接。2 在最后一天调试的时候没有得到理想的结果。电路图换过几个人的成功电路，依旧不好，应该是焊接的问题。后来自习检查，纠正了几个错误，还是不行。茫茫然，不知道了。3 具体过程见后面的图片。4六 实验总结通过这次实验。虽然最后的结果没成功，但我我觉得试验的目的达到了。之前程序的