基于FPGA的简易电子琴设计

为了更清楚的了解电子琴的工作过程，我们利用工具本课程设计对各个模块实施时序仿真，由自顶向下的设计方式，最后将三个模块进行整合，做出简易电子琴整个系统的时序仿真图。

乐曲自动演奏模块乐曲自动演奏模块的作用是产生位发声控制输入信号。

当进行自动演奏时，由存储在此模块中的位二进制作为发声控制输入，从而自动演奏乐曲。

这段模块的原理图如图所示乐曲自动演奏模块原理图乐曲自动演奏模块可以由语言来实现，下面是段主要代码音调发生模块音调发生模块的作用是产生音阶的分频预置值。

当位发声控制输入信号中的位为高电平时，则对应音阶的数值将输出，该数值即为该音阶的分频预置值，分频预置值控制数控分频模块进行分频，由此可得到每个音阶对应的频率。

下图是音调发生模块的原理图音调发生模块原理图音调发生模块可以由语言来实现，下面是段主要代码数控分频模块在对计算机组成原理的学习中，我们知道数控分频器的功能是在输入端输入不同数据时，对输入时钟产生不同的分频比，输出不同频率的时钟，以改变输出信号的频率。

本设计中数控分频模块是利用并行预置数的减法计数器对时基脉冲进行分频，得到与七个音符相对应的频率。

数控分频模块原理图如图所示数控分频模块原理图其主要代码如下所示顶层设计把以上设计的各个模块进行整合下，这样来我们就得到了系统的整个工作原理图，如图简易电子琴的工作原理图完成整个系统顶层设计的主要代码如下系统仿真乐曲自动演奏模块由语言实现后，其仿真图如下图所示乐曲自动演奏模块的仿真音调发生模块由实现后，其仿真图如下图所示音调发生模块仿真图数控分频模块由程序实现后，其仿真图如下图所示数控分频模块仿真图最后进步利用完成对整个系统的顶层设计，其仿真图如下图所示简易电子琴整个系统的仿真图结束语通过对测试结果的分析，我们发现采用所设计的电子琴系统设计趋于简单开发时间短外围器件少，体积小，抗干扰能力强，可靠性高系数控分频模块的源程序如下所示，顶层设计的源代码如下所示统维护起来更方便快捷尤其对于设计者来说，不需要考虑太多的硬件设计，只需要有自己的设计思路，编程实现再用烧到器件中进行测试就可以了。

电子琴作为种乐器，成本不是很高，因此有定的生产价值。

通过几个星期的繁忙工作，终于完成了简易电子琴的设计，这个课程设计使我受益匪浅，它使我了解了硬件设计的整个流程，并且加深了我对计算机组成原理这门的课内容的理解，通过这个课程设计，不仅使我了解了组成原理的脊髓，而且使我对语言从陌生到初步理解，扩充的我的知识面。

这个课程设计同时培养了我的耐心和毅力，个小小的就会导致结果出不来的情况，而对与的检查是需要有足够的耐心，由于这个课程设计也使我积累了定的经验，相信这些经验在我以后的学习和工作中会有很大的作用。

此课程设计也使我了解了设计的方便和灵活性，这的确是我们跨入计算机硬件行业很好的次锻炼机会。

在本次课程设计的整个过程中，得到了郑大腾老师的大力支持，在此感谢郑老师的细心讲解和耐心的指点。

致谢本课程的设计从构思到最后完成的这几周内，同学们和朋友们都大力支持我并给我很多帮助，还有就是郑大腾老师对我的监督和不厌其烦的指导，使我对此次课程设计的设计流程以及设计的精髓有了个较深的了解，通过朋友们和老师的帮助，我把从计算机组成原理这门课上学到的些理论第次运用到了实际的设计上。

在此，我由衷的表示感谢，没有你们的帮助，我是无法完成本次的课程设计的。

谢谢，参考文献曹昕燕，周凤臣技术实验与课程设计北京清华大学出版社，张亦华，延明数字电路入门北京北京邮电大学出版社，王爱英计算机组成与结构北京清华大学出版社，杨刚，龙海燕现代电子技术与数字系统设计北京电子工业