基于FPGA的乐曲演奏电路设计.docx

摘要：随着半导体工艺的不断深度发展，今天集成电路技术已经近乎成熟。对于传统pcb板电路工艺的要求也越来越高，许多实验需求也越来越频繁，因此成本相对就提高。鉴于此，现场可编程逻辑门电路（FPGA）工艺异军突起，EDA工具逐渐成为电路设计工具并且技术日益成熟。采用VerilogHDL设计语言在EDA开发平台quartus16.1和quartus12.0上分别实验设计基于FPGA的乐曲演奏电路。从音频分析、计算，时钟分频实验，基本电路搭建以及模块代码的完成，能做到音调的准确发声以及整首音乐的播放。本设计从成本上大大减少了芯片的使用，从成本和开发周期上也大大缩短。选择《东方红》为参考文本，乐曲可以通过替换代码顺序进行更换。经过测试，本设计布局布线明确，程序模块清晰，效果有佳，适合深度研究和开发。

关键字：乐曲演奏；分频；音符；电路设计 

目录

摘要

Abstract

第一章  绪论-1

1.1研究背景-1

1.2国内外现状-1

1.3研究的意义和前景-1

1.4研究内容-2

1.5本章小结-2

第二章  理论综述-3

2.1EDA和verilogHDL语言介绍-3

2.1.1EDA-3

2.1.2verilogHDL语言-3

2.2音符频率的获取-3

2.3音乐节奏控制-4

2.4FPGA工作原理-4

2.5本章小结-5

第三章  系统需求分析-6

3.1系统需求目标-6

3.2设计功能需求-6

3.2.1自动播放功能-6

3.2.2乐曲可变功能-6

3.2.3重复演奏功能-6

3.3设计硬件需求-7

3.4开发环境-7

3.4.1集成开发环境-7

3.4.2仿真环境-8

3.4.3下载环境与下载流程-8

3.5本章小结-9

第四章  系统设计-10

4.1系统工作原理-10

4.3系统硬件电路设计-11

4.4本章小结-14

第五章  系统实现-15

5.1软件部分实现过程-15

5.1.1分频工程搭建-15

5.1.2乐曲演奏主程序-16

5.2工程仿真-18

5.3系统顶层原理图展示-20

5.4硬件下载-20

5.5本章小结-21

结束语-22

致  谢-23

参考文献-24

附录-25

附录A系统主程序文件-25

附录B分频程序-26