基于FGA电子琴八音阶

毕业论文设计题目:基于FPGA的PS/2键盘鼠标控制电子琴摘要文中介绍了电子琴系统的整体设计,并基于超高速硬件描述语言VHDL在Xilinx公司的SpartanⅡ系列的2sc200PQ208-5芯片上编程实现.电子琴系统的设计包含四个模块,分别是控制输入电路、FPGA、显示电路和扬声器电路。其中FPGA模块的设计是整个电子琴系统设计的核心内容。四个模块的有机组合完成了电子琴自动演奏的功能。文中还详细介绍了FPGA功能模块的原理及其工作时序仿真图。本产品的特点是成本较低，性能稳定，精度高，有一定的开发价值。DesignofElectronics_orgonsystembasedonFPGAAbstract:Itwillintroducetheintegratedesign—electronics_orgonsystembasedonFPGA.Thedesignwillbeachievedinthe2sc200—5pq208chipofXilinxcorporationwiththeVHDL(VeryHigh-speedDescription-Language)ThedesignofElectronics_orgonSystemconsistof4parts,theyarecontrolinputcircuit、FPGA、displaycircuitandspeakercircuit.TheprogramdesignofFPGAisthecoreofthesystemdesign.Fourpartscombinedtoachievetheautomaticplayelectronics_orgonsystem.thearticleilluminatesthedetailofthebasiclawofFPGAmoduleandit’sworkingtimingcharacteristics.Sincethemostspecialtyoftheproductisit’slowcost、highprecision,it’sworthdeveloping.Keyword:FPGAVHDLElectronics_orgonsystemAutomaticplay目录摘要………………………2困目录役……惊..愁.…农……贪……违……捎……抄……荐……萌……把……迈…后.3僻第一片章澡系统宏设计瓣……揪..址.…燕……枝……左……月……妥……值……导……弄……抗…暖4尾第一骡节艇跟设计茫要求搭……我..例.…富……徒……写……掌……涉……咐……孟……霞……臭…巨..块4贵1.销1弃基本潮部分钉1.铺2丛发挥剃部分卷第二姨节蒙设计某思路佣……旅..您.…家……芳…矿……芹……冷……投……球…畏5排整体左设计掩方案轰….各..酱……续……级……目……爽……形……畜…独6厅3.匹1积方案厕一毁….边..壮……它……候……触……白……娃……衫…悉3.享2拆方案渣二补….置..怜……垮……竿……结……李……减……它…童3.乖3孩方案舟三时….神..龟……祖……膏……今……棕……犁……勿…魂第四称节害比较历方案冬….方..冤……较……尾……徐……沟……征……谎…幅FP悟GA盯简介意第一顺节堤FP售GA巩背景沸FP富GA择的基歪本原户理浊2.剥1础M内HZ教_被ge军ne掩ra班to槐r虽模块隐的原扒理陈2.叮2驶No耳te掠Ta横bs展模块欲的原脸理遮To龄ne椅Ta挤ba刑模块淋的原秧理束2.捐4墙Sp逆ea愈ke椒ra墨模块榴的原戚理坛第三健节盈FP关GA居的基衡本特厘点欺第四它节扭F煮PG化A基忙本结荒构外第三筋章如部单元舅电路逢设计刑.霞……痕……抽..满……刑……渠……章……虫……绵……取……沿..观5厕第一牲节溉顶层替模块替(t绕op侨)屠的设至计套…累……鸟……断……体……袍……浊……翼……婆……塑……亿……吸…壳..移5旧第二纤节丢自动己演奏终模块放（a火ut院om兔us扬ic踏）的遍设计语……珠……耽……追……起……巷……半……且5钩第三冲节挤音调辟发生世模块蜂（t扭on佣e）风的设经计由……狡……跨……膨……饲……扎……抗……乓……蓄5冰第四孤节锤数控颗分频咬模块性（s留pe牺ak惭er亚）的镜设计堂……哥……戏……株……尘……源……甜……主…震5陪第四全章楼辟PS泪2键歪盘控火制电常子琴养程序许第一城节帅VH兵DL同语言赞简介吹……袜……愉……霞……香…擦6别第二分节吹软件僻设计露……王……云……吊……夜……鹅……脆……项……教……影……染……旬……兔6存第五藏章鞠赔参考朗文献板….玻.…斧……慧……撇……至……哈……袋……摘……中……您……豆..选7裕第堪六韵章膊附录露….虚.…愉……膛……战……愤……库……畅……更……轻……得……剑……庭..烂8勾第一胡章贵系传统设您计版第一吨节重设握计要答求贝1.坟1咬基本孔部分之设计锡一八桨音电绣子琴峡，由堤键盘揭输入淘来控总制其您对应粪的音之响。斧1.助2丙发挥争部分壤吗郑疗设计鉴一乐鲁曲自膀动演吵奏器尚，由抛用户缴自己辫编制薄乐曲撤存入菌电子残琴，东电子浸琴可阔以完佛成自稿动演煌奏的政功能盆。捐第二裤节蚁设束计思石路踢通过场可编覆程逻良辑器驰件（嫂PL努D）竿和V汽HD笑L硬戒件描牧述引好言来紧实现们电子眯琴的适基本松部分赌和发房挥部倾分的兄设计亩。对典于基罗本部富分，殖设计悟的主乔体是枯数控肤分频珠器，忧对输乘入的脖频率防进行趁分频皆，得陪到各钻个音四阶对联应的婚频率税最为换输出侍。对卡于发挽挥部才分，恋则在尖原设鸣计的渡基础剪上，佳增加推一个抱乐曲婚存储续模块罪，代标替了饲键盘狂输入今，产姐生节棍拍控着制（言in名de丛x数枕据存浆留时救间）疲和音伏阶选赢择信超号，哨即在幼此模扫块中售可存旷放一凤个乐姐曲曲鬼谱真策值表非，由友一个傻计数滚器来穷控制讨此真兰值表侍的输足出，围而由堪此计首数器怪的计械数时段钟信喇号作舒为乐斗曲节书拍控阅制信各号，州从而揪可以何设计格出一值个纯感硬件楼的乐吼曲自堂动演疲奏电手路。增通过库可编复程逻墨辑器度件（诱PL毅D）滨和V勉HD浪L硬令件描吊述引触言来搂实现敲电子手琴的击基本聋部分迈和发建挥部罗分的膛设计寇。对泡于基沈本部伟分，倡设计奏的主勉体是迟数控而分频珍器，寇对输塔入的塑频率犁进行拥分频怠，得据到各图个音骆阶对拼应的拢频率岸最为渡输出爷。对默于发肠挥部眯分，层则在祝原设斧计的瑞基础漫上，晌增加强一个警乐曲集存储亭模块纪，代摘替了炮键盘轮输入就，产女生节膀拍控拢制（碌in爪de准x数枪据存敌留时叮间）臂和音咐阶选德择信程号，液即在花此模链块中岸可存测放一膝个乐蓝曲曲朽谱真肉值表制，由古一个桨计数察器来齿控制家此真众值表博的输畅出，嗽而由沸此计机数器训的计书数时默钟信枪号作赔为乐谈曲节伍拍控娱制信派号，抓从而乞可以豆设计逼出一奇个纯虹硬件接的乐器曲自肚动演茧奏电婶路。围第三男节怜整体污设计滑方案锣3.奥1浙方案岔一裂:堤采用丙数字晋逻辑稿电路鲁制作便，用扶IC殃拼炸凑焊顶接实馋现，傍这种休电路分很直课观，役简单右方便托。但容应用吵数字街逻辑茶电路彩制作更的话逆，使也用的显器件聚较多取，连疾接复左杂，皆体积钻大，雅功耗虾大。雨电路罢中焊暖点和圾线路森较多灶会,适使成繁品的却稳定此度和史精度些大大缺降低降。决3.耽2喂方案妄二胡:延饰艇采用枪现场剂可编吴程逻任辑器禽件（佩FP各GA晴）制镰作，番利用需ED伴A软腊件中撇的V乔HD梨L硬腿件描窃述语蒸言编正程进贩行控掉制，浴然后海烧制顽实现讽.采邀用F晨PG想A来讯设计惧的原站理图雁如图皱1.细1所陪示.述它由蜓控制亏输入寺电路水、F弱PG洲A、俭显示殿电路娇和扬林声器夺电路狠组成孩。控制输入电路显示电路FPGA控制输入电路显示电路FPGA扬声电路扬声电路额图1鸡.1塌屡采用别FP繁GA贞设计伍的电锐子琴基原理丙方框童图璃控制导输入世电路炉主要酬是为筋用户住设计锄的,洒起到总一个欣输入敞控制舌的作与用.峡FP拦GA真是现衡场可樱编程六逻辑呜器件朽,也超是本创设计眠方案失的核清心内柔容,社它是琴实现胞电子逗琴运窝作的恶主要煮控制盈模块况.由俯设计暴者把滥编好封的V碎HD夕L程牌序烧蜂制到倚现场别可编败程逻台辑器纤件F骨PG轨A中篮,然谁后通迎过控掩制输寇入电顷路把艺乐谱御输入笨到F辆PG陷A,窃产生奋不同私的频沸率驱河动扬和声器晕,发烂出不去同的台乐谱魄.同停时也叛把发毯出的姿乐谱庭符号舰通过缝显示柏器输但出.得3.脏3肥装方案菠三:燥采单算片机房现在幕已经轰达到绞很成芽熟的怠阶段扮了,捉它的市应用尽也十壳分广僚泛.补采卸用单材片机辩来实扶现电仓子琴妹,它塔的原左理方醋框图毛与用邀FP聪GA肤来实笋现的矮原理月方框跃图类刃似,伪如图臭1.垒2所缝示.控制输入电路显示电路MCU(单片机)控制输入电路显示电路MCU(单片机)扬声器电路扬声器电路巩图1台.2图催采用碑单片跟机实安现电烤子琴虽的原谈理方揉框图挥宏图灭1.甚1和鞠图1善.2枝的基予本原诚理都君相同株,唯俗一不举同的条是一玻个是乳用F虫PG济A来齐制作胳一个肢是用优单片巴机来袜实现畏.采贿用单腊片机察来实梦现电伴子琴诞,主拜要的递核心亦是单董片机役的设劣计.容第四嚷节秆桶比较念方案速椒对糊于电动子琴痕的设麦计,未三个随方案迅均可练以实盟现,塘但是僵第一平个方下案中注采用三的是毛数字规逻辑尺电路面来制椒作,曾该电剖路硬隔件所拼需的勇器材杜多,散体积斥庞大裙,比和较复哀杂,达而且匀精度批和稳揪定度巧都不隆是很树高.翠第二姜个方阔案采因用的糖是现杠场可筑编程跪逻辑茶器件兽来实乎现,句它毯的优颈点是屯所有疼电路躁集成望在一州块芯适片上课，此山方案闲所需专的外耽围电携路简禾单,散这样槽它的标体积则就减乎少了匠，同耳时还集提高段了系居统的童稳定舍度。互还可演以用把Mo来de办ls台im录X报E罢5.摔3d士软件谅进行蜻仿真延和调酱试等样。设绩计人井员可吼以充赞分利岸用V身HD寇L硬立件描菌述语喉言方扶便的庭编程中，提贩高开慧发效资率，袖缩短宴研发态周期肺，降钉低研超发成阻本；饭而且娇易于折进行虏功能炸的扩文展，吊实现霉方法陈灵活涂，调任试方问便，挠修改刊容易重.方币案三质也有垃它的思优点山,但败同时忽也存邀在缺赵点.踩它对挡设计斗者的傅要求跪比较砌高,误设计深者对翠软硬砖件必责须十尝分熟炉悉.站和方业案二获来比戚它的舟实验蚊仿真段没有胃方案顶二简股单直梅观,哈调试恒也有智一定膏的难亏度.崭在外趁界环唇境相厅同的倦条件攀下,贿方案饿三设粥计出吉来的殿产品岁精度症和稳很定度善要比婚方案衡二稍获微差池一些兵.因品此,悠电子压琴的激设计大我们刊选择樱方案氏二来掘实现膛第二干章财项FP县GA新简介父第一规节述念制FP坦GA投背景导仓目前娱以硬脖件描铲述语非言（全Ve习ri煤lo治g段或害VH负DL赞）所违完成岸的电巧路设偷计，光可以筹经过允简暴单的掉综合击与布徐局，果快速突的烧避录至夜F当PG鱼A因上进据行测霞试，旦是现遇代议IC驰设尿计验强证的睛技术筒主流翠。这惠些可馅编辑贷元件粮可以骡被用腐来实苏现一登些基桐本的哑逻辑甘门陶电路戚（比汽如A螺ND顶、O渗R、译XO靠R、忙NO热T）坑或者孤更复遭杂一扒些的竭组合返功能术比如怎解码缓器或妥数学请方程涌式。海在大懂多数文的F趟PG半A里窜面，凳这些桐可编停辑的敌元件损里也贼包含方记忆义元件刊例如交触发桶器帆（F边li济p－是fl柴op祸）或棵者其拴他更蠢加完棉整的路记忆筛块。载汗系统胜设计辟师代可以粮根据夫需要狮通过暴可编荣辑的希连接筋把F丘PG砍A内妥部的统逻辑日块连乌接起冻来，尊就好穗像一汁个电袖路试睬验板宣被放郑在了蕉一个滑芯片睁里。访一个拌出厂舍后的探成品俱FP缸GA嗓的逻台辑块挪和连荒接可失以按版照设饿计者奏而改梦变，详所以肌FP臂GA直可以寒完成竞所需彻要的暑逻辑较功能缴。洽FP宇GA坑一般寇来说本比A锡SI朴C（瞧专用篇集成讯芯片隔）的兽速度福要慢注，无师法完射成复额杂的茄设计其，而透且消按耗更享多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