基于FPGA的音乐播放控制电路设计文档

基于FPGA的音乐播放控制电路设计精选文档班级：指导老师：采用AlteraQuartusII软件设计环境。它提供了全电路图、文本和波形的设计输入以及编译、逻辑综合、仿真和定时分析以及器件编程等诸多功能。特别是在原理图输入等方面,AlteraQuart是最易使用、人机界面最友好开发软件。并采用FP音……数字后面的线段称为延长线，表示前各音高的频率关系：每两个相差8度的音高频率相差一倍.所以，可以设计一个模可控的计数器实现不同的分频比，使溢出信号频率满足某个音符音长由该音高频率信号的持续时间长短决定可采用一个计数器对音长进行定时，计数脉冲周期是乐谱时值，决定了该单元音符的持续时间。所以，可采用计数器对音长进行定时，计数脉冲周期为所选乐谱中时值最短音符的时值，其它音符的音长定时可根据其时值与最短音符音长（度量单位）的倍数关系持续不同的计数脉冲周期。比如：乐谱中最短音符①要制作播放器，首先要解决的问题就是找一个能够产生固定频率的源，在这③为了发出不同音名的音，用计数器来实现分频④对于如何实现复位控制环节，由于音程码只能⑤对于如何实现间断音控制环节，从“曲谱储存入间断音控制环节，这个环节的单稳会产生INNAuoc2Dkkcckkccorupupqor0sese键制控停暂件元择选度速2DNACNVIeznauxskckc0uoc6频分2ocnw snauysnsCNVICNVICNVIssgngcsnskc0kcq0a件元音断间3necnewn4o键制控音静ggCNVIM351470q0a0q0a入输钟时Ypcp示显管码数TUPTUOTUPTUOTUPTUOTUPTUOTUPTUOTUPTUOTUPTUONOBRES7OTDCBCTCTCmoc1五、单元电路设计与分析各单元电路的选择与工作原理分析instinst3DinstOUTPUTQ原理分析：使用一个D触发器和一个非门实现对输入信号的二分频。生成的独立元件VCCCPcoutinst11d3d4AND2inst15upupcounterq[7..0]clockinst3f[7..0]值计数器(lpm_counter1)。时值计数器(lpm_counter1)的q输出做为地址对功能作用：“时值计数器”（lpm_counter2）的输出端连接“曲谱储存表”数表”(lpm_rom1).f[7..0]inst2d[5..0]原理分析：按照编码规则，读出的数据一共分为6位，如下表所示），d[2..0]inst1x[12..0]原理分析：分频系数表用一个如下图所示的ROM实现，其中的地址(Addr)downcounterx[12..0]data[12..0]coutcnt_en计数使能inst8时钟输入sloadclock到0以后cout出高电平，使得同步置数sload段有效，分频系数被从功能作用：从“曲谱储存表”（lpm_rom0）中读出间断音控制控制环节，这个环节的单稳会产生一个相当于十分之一“音符播放长度”的脉d[5]coutinst7inst21计数使能inst17inst16inst20原理分析：由于需要的间断音的长度是普通播放长度的十分之一，所以这里选择200000分频（计数器的模为200000）。其输出端接一个由两个D触发器构成的数字单稳电路，产生一个脉冲宽度为输入脉冲正向的一个有效电平，使得计数使能暂时无效，实现间断。间断音元件danwenmcpmcpinst3VCC时钟输入时钟输入音高控制模块22fenBVCC2fenad[4]ad[3]inst1VCCAY原理分析：此处选择了之前已经做好的两个独立的二分频元件实现两次二分频，和一片74153来实现数据选择，根据“曲谱表”中的音程码控制数据选择蜂鸣器fengmfengmNOTinst13DFF二分频inst12OUTPUT六、部分电路调试inst3a0VCCinstOUTPUTq0VCC调试结果：2fen音高控制模块2feninstinst1cpINPUTVCCbaINPUTVCCINPUTVCCad[4]ad[3]C0C1C2C3BAYOUTPUTfenpinoutcpDQinst21inst20inst16inst17七、拓展电路设计ABCDcfad[1]ad[2]ad[0]原理分析：使用一个8421BCD码的译码器将音符的显示在数码管上，显示速度控制元件速度控制元件2fena0instAVCCBCVCCGNDINPUTVCCINPUTYWNINPUTVCCoutputOUTPUT2fenabcINPUTinst3q0q0a0shudukongzhi②速度选择模块abcinst2outputVCCVCCINPUTVCCabcDinstAND3GNDinst2ABCINPUTVCCINPUTVCCjianjiaINPUTVCCchangOUTPUTclock原理分析：利用一个加减计数器74192和之前生成的速度控制元件组合，当），shuduxuanzeyuanshujianshujiashuclock2fenx[12..0]fOUTPUTad[5]2fenx[12..0]fOUTPUTad[5]AND2mcpinst14inst1inst7zhantingzhantingdowncounterclockmodulus1000000速度选择元件inst11changshujianshujiashuyuanshushuduxuanzeclockINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCclockinst16inst13AND2lpm_counter0间断音元件lpm_counter0间断音元件clockcnt_eninst2downcounter静音控制键INPUTVCCINPUTVCC八、代码转换电路设计九、动态扫描显示电路设计冲的计数器同步控制数据选择器选择各位有显示码，经过显示译码要显示4位十进制数字“”，则各位显示码为E3~A3=“00111”；E4~A4=“00101”；dp1~②仿真波形：十、遇到的主要问题与解决措施声音，多次仔细检查电路均发现电路连接无误后，检查曲谱存储表，发现九、附录收获体会：调试，这整个过程都极大地提高了我对数字电个过程中，让我把数电相关方面知识进行了一