要特征就是使用硬件描述语言来完成设计文件，在电子设计领域受到了广泛的接受。本文基于基本乐理和电子设计自动化技术，在使用进行分频器设计的基础上，对频率控制进行研究从而实现电子琴基本部分的设计。之后，从实用性和娱乐性出发，分析了演奏者对电子琴自动演奏的需求，进而从选择和演奏两个角度对电子琴的功能需求进行了设计。在此基础上，笔者提出基于两个分频器设计方案。关键字电子自动化数字系统，电子琴第章引言选题背景研究目标和意义研究思路论文设计的关键技术电子线路硬件设计组装调试技术自顶而下的技术技术硬件描述语言编程技术制版技术第章硬件设计最小系统外围电路芯片介绍开发板主芯片适配器第章软件设计分频器的设计概述计数器分频器基于分频器的电子琴设计概述自顶向下电子琴设计探讨自动手动演奏选择模块基频分频模块音阶分频发声显示模块顶层设计模块简单设计方案第章系统测试测试使用的仪器测试方法指标测试和测试结果结束语参考文献致谢附录附录程序代码第章引言第章引言选题背景是电子设计自动化的缩写。是门迅速发展的新技术，涉及面广，内容丰富。技术，就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以设计描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机大规模可编程多级期间的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译逻辑化简逻辑分割逻辑总和及优化逻辑布局布线逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译逻辑映射编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的门新技术。利用技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点用软件的方式设计硬件用软件的方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的设计过程中可用有关软件进行各种仿真系统可现场编程，在线升级整个系统可集成在个芯片上，体积小功耗低可靠性高。因此，技术是现在电子设计的发展趋势。技术般包括以下内容大规模可编程逻辑器件硬件描述语言软件开发工具④试验开发系统。本设计的内容就是研制开发基于的数字系统，为电子琴设计提供方案。主要包括芯片通用适配座及芯片编程下载电路。基本信号发生模块，时钟信号。输出信息显示模块，包括数码显示发光二极管显示扬声器。按键输入，琴键。电子科技大学成都学院研究目标和意义研究电子琴设计问题的目标是掌握最小系统的设计，实现基于的数字系统的设计。意义在于，近年来，技术发展非常迅速，已成为推动电子工业发展的主要动力。技术的发展和推广应用，对高校电子技术课程教学思想教学方法和教学目标产生了深远影响，许多高校相继将技术作为电子技术教学改革的主要方向，在电子信息通信电气等电类相关专业开设课程，介绍技术。数字系统设计是学习技术检验验证设计的成果的个平台。选择的研究作为毕业课程设计的论文题目，能更好的学习先进的技术，并了解与其相关的电子技术编程下载技术计算机辅助设计等相关技术。研究思路图为系统工作原理框图。基于最小系统设计提供的基准时钟频率为，其时钟频率高于所需要的频率，所以在此次设计中需要对基准频率进行分频处理，以得到所需要的频率。键盘编码器的作用是对键盘按键输入的信号进行检测，从而产生相应的分频系数。自动演奏按键输入切换的目的是针对设计要求的基本部分与发挥部分的切换增加的模块，它也不是个单独的模块，它的作用相当于个开关的作用，在音调发生器中选择是接收来自音乐存储图系统工作原理图自动手动存储读取音阶分频扬声器显示器灯键盘编码控制器时钟信号基频分频第章引言器中的信号，还是来自在键盘编码器中的信号。如果该信号为，则选择的是手动输入，而为的时候是演奏音乐存储器里面的乐曲。音调发生器的主要部分是个分频器，当它接收到个分频信号时，便对基准频率进行分频，之后由扬声器发出对应频率的音阶，并且用数码显示管显示出来。论文设计的关键技术在基于的实验开发系统的设计过程中，主要涉及到电子线路硬件设计组装调试技术自上而下的技术技术硬件描述语言编程技术以及设计制版技术。电子线路硬件设计组装调试技术实验开发系统是由多个功能单元电路组成，各个功能单元电路都涉及到电子线路硬件的设计组装和调试技术。自顶而下的技术传统的硬件系统采用的是自下而上的设计方法，这种方法的仿真与调试都在设计后期进行，这对设计人员有较高的要求，旦考虑不周，就会引起设计回溯，使设计周期大大增加。另外，这种方法的主要设计文件是电路图，不利于归档保存和维护，同时阅读修改和使用也非常不便。而自顶而下的设计方法从系统的整体出发，自上而下逐步将问题细化，使得在设计初期就能及早发现问题，这样大大降低了设计费用，明显缩短了设计周期。同时，的设计方法可使设计者在设计初期将精力集中于电路的功能上，而不去关心电路实现的具体细节。技术技术是在基础上发展起来的。与相比，规模较大，集成度高，并且和配合使用时用户可以反复编程擦除，或在外围电路不变的情况下使用不同的即可实现不同的功能，这给开发者带来很大方便。同时，采用与器件花费低，电路性能可靠，设计周期短，易于开发。硬件描述语言编程技术新兴的描述能力强，它支持自上而下和基于库的设计方法，还支持同步电路异步电电子科技大学成都学院路以及其它随机电路的设计，其范围之广泛是其它语言所不能比拟的。另外，的编程与工艺无关，工艺更新时无需修改设计，而只需改变相应的映射工具即可。目前，硬件描述语言已成为种的工业标准，其设计结果便于复用和交流。制版技术基于的实验开发系统设计最后形成实物，必须经过设计制版过程。采用软件进行电子电路的设计与制版，对提高设计质量缩短设计时间非常必要。软件简介公司作为领域里的个领先公司，在原来的基础上，应用最先进的软件设计方法，率先推出了款基于和操作系统的设计软件。在前版本的基础上增加了许多新的功能。新的可定制设计环境功能包括双显示器支持，可固定浮动以及弹出面板，强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。是第个将所有设计工具集于身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的设计过程。通过设计输入仿真绘制编辑拓扑自动布线信号完整性分析和设计输出等技术融合，提供了全面的设计解决方案。是我国目前用得最多的的电路设计软件。第章硬件设计第章硬件设计最小系统最小系统是本设计的核心硬件，采用的公司的作为目标，如图图电子科技大学成都学院实物如图，图所示设计特点采用完全开放式设计的全部引脚电源时钟复位信号全部连接到插针上，用户将设计下载到后，使用插线跟外围电路进行任图正面图背面第章硬件设计意连接，可以搭建自己需要的任何种电路，非常灵活和适用，具有很强的通用性，这正是最小系统板的主要特点。性核心板通过接口提供电源，提供时钟复位和下载电路，组成了个的最小系统，可以进行定的实验和验证，但主要用作核心板，外围电路可任意搭建。硬件资源电源直流输入，接口提供，非常方便。时钟电路个晶振插座，提供个的晶振复位电路具有上电复位和按键复位功能，复位信号为高电平，单独引到插针上，可以同时作为和其他外围电路的复位信号插针阵列的全部引脚电源及其跳线时钟复位信号全部连图电源电路图晶振电路电子科技大学成都学院接到插针上下载电路个针插座插线用于连接实验电路或者验证电路。插线两端都含有插头即杜邦头，插头内的簧片有良好的弹性，可以保证插接点的稳定和良好接触，避免了面包板上经常出现的插头松动和接触不良现象。外围电路蜂鸣器蜂鸣器是本设计的发声部分，是基本乐理中的发声体，通过频率振动产生音。由于在音乐中使用的音在的范围内，故此基频分频和音阶分频后，通过传入频率驱动信号，便可使蜂鸣器发出相应的音。图针的下载口图蜂鸣器第章硬件设计按键微型开关在本设计中作为琴键或其他开关。采用上拉电阻方式，端接地，即按下按键时为低电平。端接，即不按下按键时为高电平。彩灯当高音多琴键被按下时，彩灯发光。七段数码管位共阴七段数码管在本设计中作为指示器，当位琴键被按下时，七段数码管显示其音度。例如，当米位琴键被按下时，数码管显示为。七段数码管引脚前接，电阻限流。图按键图七段数码管示意图电子科技大学成都学院插针用于连接实验电路。以下为系统结构图和外围电路实物图。芯片介绍开发板本系统主要有主芯片或称适配器和外围丰富的输入输出的外设构成。主芯片的所有用户接口均可用，因为所有口均没有同任外设固定接死，而是仅仅以插口的形式存在，这为用户用此开发系统设计复杂多样的实验提供了很大的灵活性。所以外设的接口逻辑很友好，外设的驱动图系统电路结构图图外围电路实物图第章硬件设计已在系统内部为用户设计好，用户可以对所有外设接口用简单的逻辑电平进行操作。实验开发板采用了公司的作为目标。公司的是基于第二代体系的高性能。实验板所用的采用脚封装，内部集成有宏单元个逻辑阵列和个门电路。实验开发板上有八位数码管发光二极管按键可变时钟脉冲信号源扬声器等基本的输入输出模块。嵌入在芯片插座中，可用启拔器拔出，可兼容。主芯片适配器环绕适配器的三排圆插孔是将芯片所有的可用端口直接引出，插孔旁的数字符号就是芯片所有被外连的管脚号即。用户可依据适配器划分后的结果，直接用连线将对应管脚号的插孔同所选外设的接口插孔相连。其具体说明见表所示。表公司的适配器说明引出接线端