基于fpga的音樂(lè)播放器設(shè)計(jì)

1、<p>　　目 草魚(yú) 草魚(yú)錄草魚(yú)1 草魚(yú)緒論2草魚(yú)1.1 草魚(yú)研究背景2草魚(yú)1.2 草魚(yú)可編程邏輯控件FPGA2草魚(yú)1.3 草魚(yú)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言VHDL3草魚(yú)1.4 草魚(yú)開(kāi)發(fā)環(huán)境MAX+PLUSⅡ5草魚(yú)1.5 草魚(yú)研究思路及主要工作5草魚(yú)2 草魚(yú)系統(tǒng)設(shè)計(jì)6草魚(yú)2.1 草魚(yú)系統(tǒng)原理6草魚(yú)2.1.1 草魚(yú)音調(diào)的控制7草魚(yú)2.1.2 草魚(yú)音長(zhǎng)的控制7草魚(yú)2.2 草魚(yú)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)8草魚(yú)3 草魚(yú)各模塊設(shè)

2、計(jì)與仿真8草魚(yú)3.1 草魚(yú)定制音符數(shù)據(jù)8草魚(yú)3.1.1定制音符數(shù)據(jù)ROM的mif文件8草魚(yú)3.1.2在MAX+PLUSⅡ下定制的LPM_ROM10草魚(yú)3.2 草魚(yú)音符數(shù)據(jù)地址發(fā)生器模塊NOTETABS11草魚(yú)3.3 草魚(yú)預(yù)置數(shù)查表電路模塊TONETABA12草魚(yú)3.4 草魚(yú)發(fā)聲頻率產(chǎn)生模塊SPEAKERA14草魚(yú)3.5樂(lè)曲播放電路頂層電路15草魚(yú)4 草魚(yú)硬件測(cè)試16草魚(yú)5 草魚(yú)心得體會(huì)1錯(cuò)誤!未定義

3、書(shū)簽。草魚(yú)</p><p>　　參考文獻(xiàn)17草魚(yú)附錄18草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)</p><p>　　草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú)緒論草魚(yú)1.1 草魚(yú)研究背景草魚(yú)隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，鯉魚(yú)微電子技術(shù)的進(jìn)步主要表現(xiàn)在大規(guī)模集成電路加工技術(shù)即半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展上，鯉

4、魚(yú)使得本征半導(dǎo)體的工藝水平的線寬已經(jīng)達(dá)到了60nm，鯉魚(yú)并在不斷地縮小，鯉魚(yú)面在硅片單位面積上，鯉魚(yú)集成了更多的晶體管。草魚(yú)集成電路設(shè)計(jì)正在不斷地向超大規(guī)模，鯉魚(yú)極低功耗和超高速的方向發(fā)展，鯉魚(yú)電子產(chǎn)品的功能越來(lái)越強(qiáng)大，鯉魚(yú)體積越來(lái)越小，鯉魚(yú)功耗越來(lái)越低。草魚(yú)草魚(yú)順應(yīng)電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，鯉魚(yú)可編程邏輯器件和EDA 草魚(yú)技術(shù)使設(shè)計(jì)方法發(fā)生了質(zhì)的變化。草魚(yú)把以前“電路設(shè)計(jì)+硬件搭試+調(diào)試焊接”轉(zhuǎn)化為“功能設(shè)計(jì)+軟件模擬+仿真下載”。草魚(yú)利

5、用EDA 草魚(yú)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，鯉魚(yú)采用可編程邏輯器件CPLD／FPGA 草魚(yú)使硬件的功能可通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，鯉魚(yú)這種新的基于芯片的設(shè)計(jì)方法能夠使設(shè)計(jì)者有更多機(jī)會(huì)充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維，鯉魚(yú)實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜數(shù)字邏輯系統(tǒng)的功能，鯉魚(yú)將原來(lái)由電路板設(shè)計(jì)完成的工作放到芯片的設(shè)計(jì)中進(jìn)行，鯉魚(yú)減少了</p><p>　　草魚(yú)為了便于理解，鯉魚(yú)首先介紹一下硬件電路的發(fā)聲原理。草魚(yú)我們知道，鯉魚(yú)聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，鯉魚(yú)若能利用程

6、序來(lái)控制FPGA某個(gè)引腳輸出一定頻率的矩形波，鯉魚(yú)接上揚(yáng)聲器就能發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音。草魚(yú)而樂(lè)曲中的每一音符對(duì)應(yīng)著一個(gè)確定的頻率，鯉魚(yú)因此，鯉魚(yú)要想FPGA發(fā)出不用音符的音調(diào)，鯉魚(yú)實(shí)際上只要控制它輸出相應(yīng)音符的頻率即可（音符和頻率的關(guān)系見(jiàn)表2.1）。草魚(yú)樂(lè)曲都是由一連串的音符組成，鯉魚(yú)因此按照樂(lè)曲的樂(lè)譜依次輸出這些音符所對(duì)應(yīng)的頻率，鯉魚(yú)就可以在揚(yáng)聲器上連續(xù)地發(fā)出各個(gè)音符的音調(diào)。草魚(yú)而要準(zhǔn)確地播放出一首樂(lè)曲，鯉魚(yú)僅僅讓揚(yáng)聲器能夠發(fā)聲是不夠的

7、，鯉魚(yú)還必須準(zhǔn)確地控制樂(lè)曲的節(jié)奏，鯉魚(yú)即每個(gè)音符的持續(xù)時(shí)間。草魚(yú)由此可見(jiàn)，鯉魚(yú)樂(lè)曲中每個(gè)音符的發(fā)音頻率及其持續(xù)的時(shí)間是樂(lè)曲能夠連續(xù)播放的兩個(gè)關(guān)鍵因素。草魚(yú)草魚(yú)2.1.1 草魚(yú)音調(diào)的控制草魚(yú)頻率的高低決定了音調(diào)的高低。草魚(yú)計(jì)算出簡(jiǎn)譜中從低音1到高音1之間每個(gè)音名對(duì)應(yīng)的頻率，鯉魚(yú)所有不同頻率的信號(hào)都是從同一個(gè)基準(zhǔn)頻率分頻得到的。草魚(yú)由于音階頻率多為非整數(shù)，鯉魚(yú)而分頻系數(shù)又不能為小數(shù)，鯉魚(yú)因此必須將計(jì)算得到的分頻數(shù)四舍五入取整。草魚(yú)若基&

8、lt;/p><p>　　草魚(yú)預(yù)置數(shù)查表電路電路模塊TONETABA生成元件符號(hào)（見(jiàn)圖3.4）：pork草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)圖3.4 草魚(yú)TONETABA生成元件符號(hào)草魚(yú)端口說(shuō)明：pork草魚(yú)INDEX[4..0]端口：pork作為上一級(jí)音符數(shù)據(jù)地址的輸入端；pork草魚(yú)CODE[4..0]端口：pork作為音符數(shù)據(jù)簡(jiǎn)譜碼的輸出顯示端；pork草魚(yú)HIGH端口：pork作為音符數(shù)據(jù)簡(jiǎn)譜碼高8度的輸出顯示端

9、；pork 草魚(yú)草魚(yú)TONE[10..0]端口：pork作為音符數(shù)據(jù)分頻預(yù)置數(shù)的輸出端；pork草魚(yú)對(duì)應(yīng)的程序見(jiàn)附錄C。草魚(yú)草魚(yú)音符數(shù)據(jù)地址發(fā)生器模塊NOTETABA的仿真波形如（圖3.5)所示：pork草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)圖3.5 草魚(yú)NOTETABA的仿真波形圖草魚(yú)波形分析：pork草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú)模塊的功能是輸出各個(gè)音符所對(duì)應(yīng)的分頻預(yù)置數(shù)，鯉魚(yú)即當(dāng)index是“00000”，鯉魚(yú)tone輸出為204

10、7，鯉魚(yú)即休止符的分頻預(yù)置數(shù)；pork當(dāng)index是“00101”時(shí)，鯉魚(yú) 草魚(yú)tone輸出為1197即低音5的分頻預(yù)置數(shù)；pork當(dāng)index是“01010”時(shí)，</p><p>　　草魚(yú) 草魚(yú)心得體會(huì)草魚(yú)(1) 草魚(yú)本次基于VHDL音樂(lè)播放器的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)了整體分析、pork模塊化分析、pork整體與模塊的仿真分析這樣三個(gè)步驟，鯉魚(yú)硬件實(shí)現(xiàn)了整體復(fù)位、pork按鍵選擇播放方式、pork循環(huán)演奏以及發(fā)光管顯示樂(lè)

11、譜的功能。草魚(yú)草魚(yú)(2) 草魚(yú)在做數(shù)控分頻器模塊的仿真時(shí)一定要處理好時(shí)序問(wèn)題。草魚(yú)草魚(yú)(3) 草魚(yú)本次設(shè)計(jì)可以說(shuō)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，鯉魚(yú)但尚有需要改進(jìn)的地方。草魚(yú)隨著樂(lè)譜的復(fù)雜程度加大，鯉魚(yú)如果依然在音調(diào)發(fā)生器的程序中通過(guò)時(shí)鐘計(jì)數(shù)來(lái)決定音符的輸出，鯉魚(yú)會(huì)加大編程的繁雜度，鯉魚(yú)這時(shí)一個(gè)很好的解決辦法就是把將要演奏的樂(lè)譜存放在人為開(kāi)辟的存儲(chǔ)空間里，鯉魚(yú)這樣只需要在相應(yīng)地址中讀出音符即可。草魚(yú)草魚(yú)（4）通過(guò)本次論文設(shè)計(jì)，鯉魚(yú)讓我進(jìn)一步了解了

12、數(shù)控分頻器的工作原理和功能作用，鯉魚(yú)并學(xué)會(huì)了利用LPM模塊制作ROM文件的方法，鯉魚(yú)也更深一層地懂得了頂層文件通過(guò)例化語(yǔ)句與其他模塊結(jié)合的好處，鯉魚(yú)同時(shí)對(duì)EDA實(shí)驗(yàn)箱的操作有了進(jìn)一步的了解，鯉魚(yú)熟悉掌握了EDA的文本編程設(shè)計(jì)方法和仿真波形的編輯。草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草魚(yú)草</p><p>　　附錄草魚(yú)附錄A：pork 草魚(yú)定制好的ROM文件VHDL程序草

13、魚(yú)LIBRARY 草魚(yú)ieee;pork草魚(yú)USE 草魚(yú)ieee.std_logic_1164.all;pork草魚(yú)ENTITY 草魚(yú)songer 草魚(yú)IS草魚(yú)PORT(address: 草魚(yú)IN 草魚(yú)STD_LOGIC_VECTOR 草魚(yú)(7 草魚(yú)DOWNTO 草魚(yú)0);pork草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú)inclock: 草魚(yú)IN 草魚(yú)STD_LOGIC 草魚(yú);pork草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草

14、魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú) 草魚(yú)q: 草魚(yú)OUT 草魚(yú)STD_LOGIC_VECTOR 草魚(yú)(4 草魚(yú)DOWNTO 草魚(yú)0));pork草魚(yú)END 草魚(yú)songer;pork草魚(yú)ARCHITECTURE 草魚(yú)SYN 草魚(yú)OF 草魚(yú)songer 草魚(yú)IS草魚(yú)SIGNAL 草魚(yú)sub_wire0: 草魚(yú)STD_LOGIC_VECTOR 草魚(yú)(4 草魚(yú)DOWNTO 草魚(yú)0);pork草魚(yú)COMPONENT 草