基于vhdl文本輸入法的簡易電子琴的設(shè)計

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文檔簡介

1、　　EDA課程設(shè)計報告書　　年月日　　基于VHDL文本輸入法的簡易電子琴的設(shè)計　　1設(shè)計目的本課程設(shè)計主要是基于VHDL文本輸入法設(shè)計樂曲演奏電路，該系統(tǒng)基于計算機中時鐘分頻器的原理，采用自頂向下的設(shè)計方法來實現(xiàn)，通過按鍵輸入來控制音響或者自

2、動演奏已存入的歌曲。系統(tǒng)由樂曲自動演奏模塊、音調(diào)發(fā)生模塊和數(shù)控分頻模塊三個部分組成。系統(tǒng)實現(xiàn)是用硬件描述語言VHDL按模塊化方式進行設(shè)計，然后進行編程、時序仿真、電路功能驗證，奏出美妙的樂曲。該設(shè)計最重要的一點就是通過按鍵控制不同的音調(diào)發(fā)生，每一個音調(diào)對應(yīng)不同的頻率，從而輸出對應(yīng)頻率的聲音。　　2設(shè)計的主要內(nèi)容和要求（1）設(shè)計一個簡易的八音符電子琴，它可通過按鍵輸入來控制音響。</p&g

3、t;　?。?）系統(tǒng)演奏時通過按鍵可以選擇是手動演奏還是自動演奏已存入的樂曲。　?。?）能夠自動演奏多首樂曲，且樂曲可重復演奏。　　3 整體設(shè)計方案　　本課程設(shè)計目的在于靈活運用EDA技術(shù)編程實現(xiàn)一個簡易電子琴的樂曲演奏，不同的音階對應(yīng)不同頻率的正弦波。按

4、下每個代表不同音階的按鍵時，能夠發(fā)出對應(yīng)頻率的聲音。故系統(tǒng)可分為樂曲自動演奏模塊（AUTO）、音調(diào)發(fā)生模塊（TONE）和數(shù)控分頻模塊(FENPIN)三部分。系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計原理圖如圖3-1。 　　圖3-1 系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計原理圖　　由于設(shè)計分模塊組成，每個單獨的模塊都是一個完整的源程序，分別實現(xiàn)不同性質(zhì)的功能，但是每個模塊又是緊密關(guān)聯(lián)的，前一個模塊

5、的輸出很可能是后一模塊的輸入。如AUTO模塊的音符信號輸出就是TONE模塊的音符信號輸入。另外，時鐘脈沖信號在本課程設(shè)計中用的最多，用處也最大，一般情況下時鐘信號處上升沿有效，判斷和控制各個計數(shù)器計數(shù)多少。　　4 簡易電子琴的設(shè)計過程　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，該系統(tǒng)基于計算機中時鐘分頻器的原理，設(shè)計采用自頂向下的設(shè)計方法，通過按鍵輸入來控制音響或者自動演奏已

6、存入的歌曲。它由樂曲自動演奏模塊、音調(diào)發(fā)生模塊和數(shù)控分頻模塊三部分組成。　　4.1 樂曲自動演奏模塊　　樂曲自動演奏模塊的作用是產(chǎn)生8位發(fā)生控制輸入信號。當進行自動演奏時，由存儲在此模塊的8位二進制數(shù)作為發(fā)聲控制輸入，從而自動演奏樂曲。　　該模塊的VHDL源程序主要由3個工作進程組成，分別為PULSE0，MUSI

7、C和COM1。PULSE0的作用是根據(jù)鍵盤輸入（自動演奏）的值（0或1）來判斷計數(shù)器COUNT以及脈沖CLK2的輸出值。部分源程序如下：　　PULSE0:PROCESS(CLK,AUTO) --工作進程開始　　VARIABLE COUNT:INTEGER RANGE 0 TO 8; --定義計數(shù)器變量，值從0

8、到8　　IF AUTO='1'THEN --鍵盤輸入為1　　COUNT:=0;CLK2<='0'; --計數(shù)器值指0，時鐘信號為0　　ELSIF(CLK'EVENT AND CLK=

9、'1')THEN --時鐘輸入信號為1　　COUNT:=COUNT+1; --計數(shù)器加1　　當確定了時鐘信號輸出的值后，在第二個PROCESS中就可以由它控制8位發(fā)聲控制輸入信號了。即CLK2的值為0時，COUNT0為1。最后的COM1便是由前兩個PROCESS所確定的COUNT0

10、、AUTO和鍵盤輸入信號值INDEX2將8位的二進制數(shù)轉(zhuǎn)化為音符信號的輸出，達到自動演奏的目的。部分源程序如下：　　IF AUTO='0'THEN　　CASE COUNT0 IS　　WHEN 0=>INDEX0<="00000100"; --3

11、　　WHEN 4=>INDEX0<="00010000"; --5　　該模塊最主要的用途就是將輸入二進制數(shù)轉(zhuǎn)化為發(fā)聲控制輸入，是產(chǎn)生音符的重要步驟， AUTO模塊的源程序符號編輯圖如圖4-1。　　圖4-1 AUTO模塊的符號編輯圖　　4.2 音調(diào)發(fā)生模塊&

12、lt;/p>　　音調(diào)發(fā)生模塊的作用是產(chǎn)生音階的分頻預置值。當8位發(fā)聲控制輸入信號中的某一位為高電平時，則對應(yīng)某一音階的數(shù)值將輸出，該數(shù)值即為該音階的分頻預置值，分頻預置值控制數(shù)控分頻模塊進行分頻，由此得到每個音階對應(yīng)的頻率。　　該模塊的唯一輸入信號INDEX對應(yīng)就是自動模塊中最后的輸出INDEX0，音符顯示信號CODE，高低音顯示信號HIGH和音符分頻系數(shù)都是根據(jù)音符

13、輸入確定的。比如我們自定義INDEX第8位為高電平時，它的分頻系數(shù)則為773Hz，音符顯示信號為1001111,即是773的二進制表示，此時高低音顯示1表示高音。部分源程序如下：　　CASE INDEX IS　　WHEN"00000010"=>TONE0<=912;CODE<="0010010";

14、HIGH<='1'; 　　--音符第7位為1，分頻數(shù)912Hz，音符顯示為0010010，屬高音　　WHEN"01000000"=>TONE0<=1372;CODE<="0001111";HIGH<='0';

15、　WHEN OTHERS =>TONE0<=2047;CODE<="0000001";HIGH<='0';　　顯然，該模塊最主要的作用就是給音符輸入預設(shè)頻率值，因為，電子琴最終實現(xiàn)樂曲演奏就是輸出不同頻率的正弦波，此模塊就是將二進制發(fā)聲信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的頻率。　　4.3 數(shù)控分頻模塊</

16、p>　　數(shù)控分頻模塊是對時基脈沖進行分頻，得到與0、1、2、3、4、5、6、7八個音符相對應(yīng)的頻率。該模塊主要由4個工作進程組成。首先，根據(jù)系統(tǒng)時鐘信號的輸入得到時基脈沖以及計數(shù)器的值，而時鐘信號在AUTO模塊中便已給出，兩者之間的設(shè)置關(guān)系類似于AUTO模塊中第一個工作進程的設(shè)置。第二個PROCESS是此模塊的核心，即由時基脈沖值轉(zhuǎn)化為音符的頻率。部分源程序如下：

17、VARIABLE COUNT11:INTEGER RANGE 0 TO 2047; 　　--定義頻率計數(shù)器，從0到2047Hz　　IF(PRECLK'EVENT AND PRECLK='1')THEN --時基脈沖為1時　　IF COUNT11<TONE1 THEN

18、 --頻率計數(shù)器小于音符分頻系數(shù)　　COUNT11:=COUNT11+1;FULLSPKS<='1'; --計數(shù)加1，揚聲器音頻為1　　ELSE　　COUNT11:=0;FULLSPKS<='0';

19、;　　最后一個PROCESS則是用來設(shè)置揚聲器輸出信號的，揚聲器信號由0和1控制，當且僅當前一個PROCESS中的FULLSPKS輸出為1時，揚聲器才有輸出，再根據(jù)計數(shù)器取值來確定輸出是1還是0。部分源程序如下：　　IF(FULLSPKS'EVENT AND FULLSPKS='1')THEN --揚聲器音頻信號為1&l

20、t;p>　　COUNT2:=NOT COUNT2;　　IF COUNT2='1'THEN　　SPKS<='1'; --揚聲器輸出為1　　ELSE SPK<=’0’; 　　4.

21、4 頂層設(shè)計　　該DIANZIQIN模塊是整個電子琴設(shè)計的核心，也是VHDL程序的主程序，前面3個源程序都是作為子程序分別實現(xiàn)電子琴的某一功能，而DIANZIQIN模塊則通過調(diào)用子程序最終實現(xiàn)樂曲演奏的目的，奏出美妙的樂曲。利用VHDL語言COMPONENT將三個模塊組合起來，其中3個模塊和DIANZIQIN模塊的輸入輸出是一一對應(yīng)的，比如AUTO對應(yīng)HANDTOAUTO,T

22、ONE0對應(yīng)TONE2，SPKS對應(yīng)SPKOUT等，該模塊的符號編輯圖如圖4-4。　　圖4-4 DIANZIQIN模塊的符號編輯圖　　該圖描述的是DIANZIQIN模塊輸入輸出的變量表示，整個系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計原理圖就是這4幅編輯圖按輸入輸出關(guān)系順序連接而成的。　　5 系統(tǒng)仿真</b&g

23、t;　　系統(tǒng)仿真是在實際系統(tǒng)上進行實驗研究比較困難時適用的必不可少的工具，它是指通過系統(tǒng)模型實驗去研究一個已經(jīng)存在或正在設(shè)計的系統(tǒng)的過程，通俗地講，就是進行模型實驗。因而，系統(tǒng)仿真的結(jié)果決定整個課程設(shè)計任務(wù)完成的到位程度。　　5.1 時序仿真　　編譯完成后，可以對所進行的設(shè)計

24、進行仿真，下面簡單介紹一下仿真的步驟。　　(1) 在QuartusII菜單欄中，單擊File按鈕，選擇new，在new對話框中選擇other Files，在列表中選中Vector Waveform File，單擊OK，彈出仿真窗口，在左窗口處雙擊鼠標左鍵，在彈出的窗口選擇NodesFinder...項，列出所有的信號，選擇所需要的信號，然后畫出輸入信號的波形，最后將該文件以.vwf的擴展名存盤。

25、　　(2) 在QuartusII工具欄中，單擊Start simulation按鈕，當仿真器結(jié)束工作時，即可看到仿真結(jié)果。　　本課程設(shè)計的仿真平臺是QuartusII,通過對VHDL源程序進行編譯檢錯，然后創(chuàng)建波形文件（后綴名為.vwf），加入輸入輸出變量，選擇適用的芯片(EPM7128SLC84-15)以及設(shè)定仿真結(jié)束時間（20us或50us），設(shè)置好

26、輸入初值進行仿真，得到仿真波形圖。由于電子琴4個模塊都是獨立的程序，可分別對各個程序仿真，驗證輸入輸出的正確性，但在最終能演奏出樂曲的則是頂層設(shè)計模塊。　　樂曲自動演奏模塊的仿真如圖5-1所示。　　圖5-1 樂曲自動演奏模塊的仿真圖　　該圖輸入系統(tǒng)時鐘信號CLK初值設(shè)為0，自動演奏AUTO設(shè)為1，鍵盤輸入信號I

27、NDEX2為00，INDEX0為音符信號輸出，是8位的二進制代碼它根據(jù)COUNT0的值改變而改變。　　(2) 音調(diào)發(fā)生模塊的仿真如圖5-2所示。　　圖5-2 音調(diào)發(fā)生模塊的仿真圖　　該圖輸入音符信號INDEX初值為00，輸出是音符顯示信號CODE為01，高低音顯示信號為0，音符的分頻系數(shù)為11111111即20

28、47Hz。　　(3) 數(shù)控分頻模塊的仿真如圖5-3所示。　　圖5-3 數(shù)控分頻模塊的仿真圖　　該圖輸入系統(tǒng)時鐘信號CLK1初值為0（各輸出值都是在時鐘信號的下降沿有效），音符分頻系數(shù)TONE1為00100000即1290Hz,驅(qū)動揚聲器的音頻信號SPKS輸出為1。　　(

29、4) 簡易電子琴整個系統(tǒng)的仿真如圖5-4所示。　　圖5-3 簡易電子琴整個系統(tǒng)的仿真圖　　該圖輸入系統(tǒng)時鐘信號CLK32MHZ初值為0，自動演奏信號HANDTOAUTO初值為0，鍵盤輸入信號INDEX1為00000000；輸出音符信號CODE1則為0110000，高低音節(jié)信號HIGH1變?yōu)?，即高音，音頻信號SPKOUT即輸出0，輸出為1時CODE1變

30、為0110100，這時出現(xiàn)10ns的延時。在仿真時由于系統(tǒng)各方面原因影響，出現(xiàn)延時屬于正?，F(xiàn)象。　　5.2 電路功能驗證　　如果說前面的過程都是理論上進行軟件設(shè)計制作，那么電路驗證則是硬件產(chǎn)生實際結(jié)果的必要步驟，它是軟件編程導入硬件系統(tǒng)得到最終設(shè)計目標的一個過程。此課程設(shè)計中主要用到的硬件設(shè)施有EPM7128SLC84-15芯片、一個12MHz的頻率元件

31、、揚聲器、鍵盤或脈沖開關(guān)、發(fā)光二極管等，硬件和軟件系統(tǒng)相連接的樞紐就是芯片引腳和VHDL主程序中所有輸入輸出之間對應(yīng)的關(guān)系。 　　在選擇好芯片以及設(shè)置引腳值后，下載源程序到此芯片上，確認編程器硬件是否已安裝好。按如下步驟打開編程器窗口：在QuartusII軟件中將配置數(shù)據(jù)下載到一個FLEX器件中。再次對源程序進行編譯導入程序然后運行，揚聲器發(fā)出初設(shè)的音符3，5音即報警。手按鍵盤或撥脈沖開關(guān)改變輸

32、入信號則揚聲器發(fā)出對應(yīng)的頻率的聲音，鍵盤（開關(guān)）是與芯片引腳對應(yīng)相連的。　　6 使用說明　　簡易電子琴由自動演奏模塊、音調(diào)發(fā)生模塊和數(shù)控分頻模塊三個部分組成。上電后，通過按鍵控制音響和電子琴的演奏。演奏時由鍵盤輸入可以選擇是手動演奏還是自動演奏已存入的樂曲。按下每個代表不同音階的按鍵時，能夠發(fā)出對應(yīng)頻率的聲音。從而完

33、成不同樂譜的演奏。　　7 設(shè)計總結(jié)　　通過這次VHDL課程設(shè)計，不僅增強了我們的實踐動手能力，也讓我們對課堂上所學到的理論知識的理解加深了許多，這給我們提供了一個在學習生活中很難得的理論聯(lián)系實際的機會。能夠借此機會了解到部分EDA技術(shù)的知識和學習運用其中一種硬件描述語言VHDL編程實現(xiàn)各種常用器件的功能，這是在哪堂講

34、課上都得不到的一筆財富。　　另一方面我們也發(fā)現(xiàn)了在平時學習過程中難于發(fā)現(xiàn)的許多缺點跟不足。比如實踐機會過少，所學的理論知識不能靈活運用，在遇到實際的問題時無法正確處理；再者在課堂上獲得的專業(yè)知識過于淺顯，很多的有關(guān)基本操作原理、操作方法都理解不了；課外知識了解的也過少，導致在課程設(shè)計初期，面對完全陌生的設(shè)計課題無從下手，不知所措。這就提醒我們在平時的學習生活中不能一味埋頭于面前的課本知識，畢竟當

35、今社會競爭越發(fā)激烈，而學校能教授的東西有限，要想在人才市場中脫穎而出就只能靠我們自己。當然，在學習之余我們更應(yīng)該積極參加各種有關(guān)專業(yè)知識的實踐活動和比賽，鞏固所學理論，多注意培養(yǎng)初步的實際工作能力和專業(yè)技術(shù)能力，這樣在以后的工作崗位上不會顯得那么倉促與生疏。　　參考文獻　　[1] 江國強.EDA技術(shù)與應(yīng)用（第三版）.

36、北京：電子工業(yè)出版社，2010　　[2] 辛春艷. VHDL硬件描述語言. 北京：國防工業(yè)出版社，2002　　[3] 甘歷. VHDL應(yīng)用與開發(fā)實踐. 北京：科學出版社，2003　　[4] VHDL Language Reference Guide ，Alde Inc . Henderson NV USA ，19

37、99　　[5] 齊洪喜，陸穎. VHDL電路設(shè)計實用教程. 北京：清華大學出版社，2004　　[6] 潘松，黃繼業(yè). EDA技術(shù)實用教程. 北京：科學出版社，2002　　附錄：　　樂曲自動演奏源程序清單<

38、p>　　--程序名稱：AUTO.VHD　　--程序功能：采用VHDL語言編程產(chǎn)生8位發(fā)聲控制輸入信號。　　LIBRARY IEEE;　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;　　USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;</p

39、>　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;　　ENTITY AUTO IS　　PORT(CLK: IN STD_LOGIC; --系統(tǒng)時鐘信號　　AUTO: IN STD_LOGIC;

40、 --鍵盤輸入/自動演奏　　CLK2: BUFFER STD_LOGIC; --時鐘輸出　　INDEX2: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --鍵盤輸入信號　　INDEX0: OUT STD_LOGIC_VECTOR(

41、7 DOWNTO 0)); --音符信號輸出　　END AUTO;　　ARCHITECTURE BEHAVIORAL OF AUTO IS　　SIGNAL COUNT0:INTEGER RANGE 0 TO 31; --定義信號計數(shù)器，有32個信號元素

42、　　BEGIN　　PULSE0:PROCESS(CLK,AUTO) --PULSE0工作進程開始　　VARIABLE COUNT:INTEGER RANGE 0 TO 8; --定義變量計數(shù)器，從0到8

43、;　　BEGIN　　IF AUTO='1'THEN --鍵盤輸入為1　　COUNT:=0;CLK2<='0'; --計數(shù)器值為0，時鐘信號2幅值為0　　ELSIF(CLK'

44、;EVENT AND CLK='1')THEN --輸入的時鐘信號為其他值　　COUNT:=COUNT+1; --計數(shù)器加1即為1　　IF COUNT=4 THEN 　　CLK2<='1';

45、;　　ELSIF COUNT=8 THEN　　CLK2<='0';COUNT:=0;　　END IF;　　END IF;　　END PROCESS;&l

46、t;/p>　　MUSIC:PROCESS(CLK2) --MUSIC工作進程開始　　BEGIN　　IF(CLK2'EVENT AND CLK2='1')THEN --時鐘信號2為1<p

47、>　　IF(COUNT0=31)THEN --計數(shù)器值為31　　COUNT0<=0; --計數(shù)器清0　　ELSE　　COUNT0<=COUNT0+1;&

48、lt;p>　　END IF;　　END IF;　　END PROCESS;　　COM1:PROCESS(COUNT0,AUTO,INDEX2)　　BEGIN</b&g

49、t;　　IF AUTO='0'THEN --鍵盤輸入為0　　CASE COUNT0 IS --由計數(shù)器從0到31的取值判斷音符信號的8位二進制數(shù)　　WHEN 0=>INDEX0<="00000100";

50、 --3　　WHEN 1=>INDEX0<="00000100"; --3　　WHEN 2=>INDEX0<="00000100"; --3　　WHEN 3=>INDEX0<="00000100";

51、 --3　　WHEN 4=>INDEX0<="00010000"; --5　　WHEN 5=>INDEX0<="00010000"; --5　　WHEN 6=>INDEX0<="00010000";

52、 --5　　WHEN 7=>INDEX0<="00100000"; --6　　WHEN 8=>INDEX0<="10000000"; --8　　WHEN 9=>INDEX0<="10000000";

53、 --8　　WHEN 10=>INDEX0<="10000000"; --8　　WHEN 11=>INDEX0<="00000100"; --3　　WHEN 12=>INDEX0<="00000010";

54、--2　　WHEN 13=>INDEX0<="00000010"; --2　　WHEN 14=>INDEX0<="00000001"; --1　　WHEN 15=>INDEX0<="00000001"; -

55、-1　　WHEN 16=>INDEX0<="00010000"; --5　　WHEN 17=>INDEX0<="00010000"; --5　　WHEN 18=>INDEX0<="00001000"; --

56、4　　WHEN 19=>INDEX0<="00001000"; --4　　WHEN 20=>INDEX0<="00001000"; --4　　WHEN 21=>INDEX0<="00000100"; --3

57、　　WHEN 22=>INDEX0<="00000010"; --2　　WHEN 23=>INDEX0<="00000010"; --2　　WHEN 24=>INDEX0<="00010000"; --5&

58、lt;/p>　　WHEN 25=>INDEX0<="00010000"; --5　　WHEN 26=>INDEX0<="00001000"; --4　　WHEN 27=>INDEX0<="00001000"; --4&l

59、t;/p>　　WHEN 28=>INDEX0<="00000100"; --3　　WHEN 29=>INDEX0<="00000100"; --3　　WHEN 30=>INDEX0<="00000010"; --2<

60、;/p>　　WHEN 31=>INDEX0<="00000010"; --2　　WHEN OTHERS=>NULL;　　END CASE;　　ELSE INDEX0<=INDEX2;

61、 --將音符信號0的值賦給音符信號2　　END IF;　　END PROCESS;　　END BEHAVIORAL;　　音調(diào)發(fā)生源程序清單<p&

62、gt;　　--程序名稱：TONE.VHD　　--程序功能：采用VHDL語言編程產(chǎn)生音階的分頻預置值。　　LIBRARY IEEE;　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;　　USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;

63、　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;　　ENTITY TONE IS　　PORT(INDEX: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --音符輸入信號　　CODE: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO

64、0); --音符顯示信號　　HIGH: OUT STD_LOGIC; --高低音顯示信號　　TONE0:OUT INTEGER RANGE 0 TO 2047); --音符的分頻系數(shù)　　END TONE;</p&g

65、t;　　ARCHITECTURE ART OF TONE IS　　BEGIN　　SEARCH:PROCESS(INDEX) 　　BEGIN　　CASE INDEX IS&

66、lt;/p>　　WHEN"00000001"=>TONE0<=773;CODE<="1001111";HIGH<='1'; 　　--分頻系數(shù)773Hz，音符顯示1001111，顯示低音　　WHEN"00000010"=>

67、TONE0<=912;CODE<="0010010";HIGH<='1';　　WHEN"00000100"=>TONE0<=1036;CODE<="0000110";HIGH<='1';　　WHEN"000010

68、00"=>TONE0<=1116;CODE<="1001100";HIGH<='1';　　WHEN"00010000"=>TONE0<=1197;CODE<="0100100";HIGH<='1';　　WH

69、EN"00100000"=>TONE0<=1290;CODE<="0100000";HIGH<='0';　　WHEN"01000000"=>TONE0<=1372;CODE<="0001111";HIGH<='0';

70、　　WHEN"10000000"=>TONE0<=1410;CODE<="0000000";HIGH<='0';　　WHEN OTHERS =>TONE0<=2047;CODE<="0000001";HIGH<='0';</p&

71、gt;　　END CASE;　　END PROCESS;　　END ART;　?。簲?shù)控分頻源程序清單　　--程序名稱：FENPIN.VHD<p&

72、gt;　　--程序功能：采用VHDL語言編程對時基脈沖進行分頻，得到8個音符相對應(yīng)的頻率。　　LIBRARY IEEE;　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;　　USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;　　USE IEEE.STD_

73、LOGIC_UNSIGNED.ALL;　　ENTITY FENPIN IS　　PORT(CLK1: IN STD_LOGIC;　　TONE1: IN INTEGER RANGE 0 TO 2047; --系統(tǒng)時鐘信號　　SPKS: OUT STD_LOGIC);

74、 --音符分頻系數(shù)　　END ENTITY FENPIN; --驅(qū)動揚聲器的音頻信號　　ARCHITECTURE ART OF FENPIN IS　　SIGNAL PRECLK:STD_LOGIC; --定義時基脈沖信號

75、　　SIGNAL FULLSPKS:STD_LOGIC;　　BEGIN　　PROCESS(CLK1)　　VARIABLE COUNT:INTEGER RANGE 0 TO 8; --定義變量計數(shù)器，從0到8

76、　　BEGIN　　IF(CLK1'EVENT AND CLK1='1')THEN --據(jù)時鐘信號為1時 　　COUNT:=COUNT+1; --判斷計數(shù)器取值為1

77、　IF COUNT=2 THEN　　PRECLK<='1';　　ELSIF COUNT=4 THEN --若計數(shù)器計4　　PRECLK<='0';COUNT:=0; --時基脈沖為0，計數(shù)

78、器清零　　END IF;　　END IF;　　END PROCESS;　　PROCESS(PRECLK,TONE1)　　VARIABLE COUNT11:

79、INTEGER RANGE 0 TO 2047; --定義變量頻率計數(shù)器11，從0　　到2047Hz　　BEGIN　　IF(PRECLK'EVENT AND PRECLK='1')THEN --

80、PRECLK脈沖上升沿觸發(fā)　　IF COUNT11<TONE1 THEN --若計數(shù)器11值小于音符信號1　　COUNT11:=COUNT11+1;FULLSPKS<='1'; --計數(shù)器加1，音頻信號為1　　ELSE<

81、;/b>　　COUNT11:=0;FULLSPKS<='0';　　END IF;　　END IF;　　END PROCESS;

82、　　PROCESS(FULLSPKS) --音頻信號輸出進程開始　　VARIABLE COUNT2:STD_LOGIC:='0'; --定義變量計數(shù)器2，初值為0　　BEGIN　　IF

83、(FULLSPKS'EVENT AND FULLSPKS='1')THEN --音頻信號輸出上升沿有效時　　COUNT2:=NOT COUNT2;　　IF COUNT2='1'THEN　　SPKS<='1';<p&g

84、t;　　ELSE　　SPKS<='0';　　END IF;　　END IF;　　END PROCESS;<

85、p>　　END ART;　　頂層設(shè)計源程序清單　　--程序名稱：DIANZIQIN.VHD　　--程序功能：采用VHDL語言編寫主程序調(diào)用3個子程序，實現(xiàn)樂曲演奏的功能。　　LIBRARY

86、IEEE; 　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;　　USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;　　ENTITY DIANZIQIN

87、 IS　　PORT(CLK32MHZ: IN STD_LOGIC; --系統(tǒng)時鐘信號　　HANDTOAUTO: IN STD_LOGIC; --鍵盤輸入/自動演奏信號　　CODE1: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOW

88、NTO 0); --音符顯示信號　　INDEX1: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --鍵盤輸入信號　　HIGH1: OUT STD_LOGIC; --高低音節(jié)信號　　SPKOUT: OUT STD_LOGIC);

89、 --音頻信號　　END;　　ARCHITECTURE ART OF DIANZIQIN IS　　COMPONENT AUTO --引用 AUTO元件

90、;　　PORT(CLK: IN STD_LOGIC; 　　AUTO: IN STD_LOGIC; --輸入自動演奏信號　　INDEX2: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); --輸入8位控制信

91、號　　INDEX0: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)); --輸出8位的音符　　END COMPONENT;　　COMPONENT TONE --引用TONE元件

92、　　PORT(INDEX: IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);　　CODE: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);　　HIGH: OUT STD_LOGIC;　　TONE0: OUT INTEGER RANGE 0 TO 2047);</p&

93、gt;　　END COMPONENT;　　COMPONENT FENPIN --引用FENPIN元件　　PORT(CLK1: IN STD_LOGIC;　　TONE1: IN INTEGER RANGE 0 TO 2047

94、;　　SPKS: OUT STD_LOGIC);　　END COMPONENT;　　SIGNAL TONE2:INTEGER RANGE 0 TO 2047; --定義主程序音調(diào)頻率信號　　SIGNAL INDX:STD_LOGIC_VECTOR(7 D

95、OWNTO 0); --定義8位的音符信號　　BEGIN　　U0:AUTO PORT MAP(CLK=>CLK32MHZ,INDEX2=>INDEX1,INDEX0=>INDX,AUTO=>HANDTOAUTO);

96、 --調(diào)用自動演奏模塊　　U1:TONE PORT　　MAP(INDEX=>INDX,TONE0=>TONE2,CODE=>CODE1,HIGH=>HIGH1); --調(diào)用音調(diào)發(fā)　　生模塊　　U

97、2:FENPIN PORT MAP(CLK1=>CLK32MHZ,TONE1=>TONE2,SPKS=>SPKOUT); 　　END ART; --調(diào)用數(shù)控分頻模塊　　大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范　　本科生畢業(yè)設(shè)計

98、（論文）是學生在畢業(yè)前提交的一份具有一定研究價值和實用價值的學術(shù)資料。它既是本科學生開始從事工程設(shè)計、科學實驗和科學研究的初步嘗試，也是學生在教師的指導下，對所進行研究的適當表述，還是學生畢業(yè)及學位資格認定的重要依據(jù)。畢業(yè)論文撰寫是本科生培養(yǎng)過程中的基本訓練環(huán)節(jié)之一，應(yīng)符合國家及各專業(yè)部門制定的有關(guān)標準，符合漢語語法規(guī)范。指導教師應(yīng)加強指導，嚴格把關(guān)。　　1、論文結(jié)構(gòu)及要求&l

99、t;/b>　　論文包括題目、中文摘要、外文摘要、目錄、正文、參考文獻、致謝和附錄等幾部分。　　1.1 題目　　論文題目應(yīng)恰當、準確地反映論文的主要研究內(nèi)容。不應(yīng)超過25字，原則上不得使用標點符號，不設(shè)副標題。　　1.2 摘要與關(guān)

100、鍵詞　　1.2.1 摘要　　本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的摘要均要求用中、英兩種文字給出，中文在前。　　摘要應(yīng)扼要敘述論文的研究目的、研究方法、研究內(nèi)容和主要結(jié)果或結(jié)論，文字要精煉，具有一定的獨立性和完整性，摘要一般應(yīng)在300字左右。摘要中不宜使用公式、圖表，不標注引用文獻編號，避

101、免將摘要寫成目錄式的內(nèi)容介紹。　　1.2.2 關(guān)鍵詞　　關(guān)鍵詞是供檢索用的主題詞條，應(yīng)采用能覆蓋論文主要內(nèi)容的通用技術(shù)詞條（參照相應(yīng)的技術(shù)術(shù)語標準），一般列3～5個，按詞條的外延層次從大到小排列，應(yīng)在摘要中出現(xiàn)。　　1.3 目錄</

102、p>　　目錄應(yīng)獨立成頁，包括論文中全部章、節(jié)的標題及頁碼。　　1.4 論文正文　　論文正文包括緒論、論文主體及結(jié)論等部分。　　1.4.1 緒論　　緒論一般作為論文的首篇

103、。緒論應(yīng)說明選題的背景、目的和意義，國內(nèi)外文獻綜述以及論文所要研究的主要內(nèi)容。　　文管類論文的緒論是畢業(yè)論文的開頭部分，一般包括說明論文寫作的目的與意義，對所研究問題的認識以及提出問題。緒論只是文章的開頭，不必寫章號。　　畢業(yè)設(shè)計（論文）緒論部分字數(shù)不多于全部論文字數(shù)的1/4。　　1.4.2 論文主體</p

104、>　　論文主體是論文的主要部分，要求結(jié)構(gòu)合理，層次清楚，重點突出，文字簡練、通順。論文主體的內(nèi)容要求參照《大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定》第五章。　　論文主體各章后應(yīng)有一節(jié)“本章小結(jié)”。　　1.4.3 結(jié)論　　結(jié)論作為單獨一章排列，但不加章號。&

105、lt;/p>　　結(jié)論是對整個論文主要成果的歸納，要突出設(shè)計（論文）的創(chuàng)新點，以簡練的文字對論文的主要工作進行評價，一般為400～1 000字。　　1.5 參考文獻　　參考文獻是論文不可缺少的組成部分，它反映了論文的取材來源和廣博程度。論文中要注重引用近期發(fā)表的與論文工作直接有關(guān)的學術(shù)期刊類

106、文獻。對理工類論文，參考文獻數(shù)量一般應(yīng)在15篇以上，其中學術(shù)期刊類文獻不少于8篇，外文文獻不少于3篇；對文科類、管理類論文，參考文獻數(shù)量一般為10～20篇，其中學術(shù)期刊類文獻不少于8篇，外文文獻不少于3篇。　　在論文正文中必須有參考文獻的編號，參考文獻的序號應(yīng)按在正文中出現(xiàn)的順序排列。　　產(chǎn)品說明書、各類標準、各種報紙上刊登的文章及未公開發(fā)表的研究報告（

107、著名的內(nèi)部報告如PB、AD報告及著名大公司的企業(yè)技術(shù)報告等除外）不宜做為參考文獻引用。但對于工程設(shè)計類論文，各種標準、規(guī)范和手冊可作為參考文獻。　　引用網(wǎng)上參考文獻時，應(yīng)注明該文獻的準確網(wǎng)頁地址，網(wǎng)上參考文獻不包含在上述規(guī)定的文獻數(shù)量之內(nèi)。　　1.6 致謝　　對導師和給予指導

108、或協(xié)助完成論文工作的組織和個人表示感謝。內(nèi)容應(yīng)簡潔明了、實事求是，避免俗套。　　1.7 附錄　　如開題報告、文獻綜述、外文譯文及外文文獻復印件、公式的推導、程序流程圖、圖紙、數(shù)據(jù)表格等有些不宜放在正文中，但有參考價值的內(nèi)容可編入論文的附錄中。　　2、論文書寫

109、規(guī)定　　2.1 論文正文字數(shù)　　理工類論文正文字數(shù)不少于20 000字。　　文管類論文正文字數(shù)12 000－20 000字。其中漢語言文學專業(yè)不少于7 000字。　　外語類論文正文字數(shù)8 000－10 000個外文單詞。

110、　　藝術(shù)類論文正文字數(shù)3 000～5 000字。　　2.2 論文書寫　　本科生畢業(yè)論文用B5紙計算機排版、編輯與雙面打印輸出。　　論文版面設(shè)置為：畢業(yè)論文B5紙、縱向、為橫排、不分欄，上下頁邊距分別為2.5cm和2cm，左右頁邊距分別為2.4cm和2

111、cm，對稱頁邊距、左側(cè)裝訂并裝訂線為0cm、奇偶頁不同、無網(wǎng)格。論文正文滿頁為29行，每行33個字，字號為小四號宋體，每頁版面字數(shù)為957個，行間距為固定值20磅。　　頁眉。頁眉應(yīng)居中置于頁面上部。單數(shù)頁眉的文字為“章及標題”；雙數(shù)頁眉的文字為“大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）”。頁眉的文字用五號宋體，頁眉文字下面為2條橫線（兩條橫線的長度與版芯尺寸相同，線粗0.5磅）。頁眉、頁腳邊距分別為1.8cm

112、和1.7cm。　　頁碼。頁碼用小五號字，居中標于頁面底部。摘要、目錄等文前部分的頁碼用羅馬數(shù)字單獨編排，正文以后的頁碼用阿拉伯數(shù)字編排。　　2.3 摘要　　中文摘要一般為300字左右，外文摘要應(yīng)與中文摘要內(nèi)容相同，在語法、用詞和書寫上應(yīng)正確無誤，摘要頁勿需寫出論文題目。中、外

113、文摘要應(yīng)各占一頁，編排裝訂時放置正文前，并且中文在前，外文在后。　　2.4 目錄　　目錄應(yīng)包括論文中全部章節(jié)的標題及頁碼，含中、外文摘要；正文章、節(jié)題目；　　參考文獻；致謝；附錄。　　正文章、節(jié)題目（理工類要求編寫到第3級標題，即□.

114、□.□。文科、管理類可視論文需要進行，編寫到2～3級標題。）　　2.5 論文正文　　2.5.1 章節(jié)及各章標題　　論文正文分章、節(jié)撰寫，每章應(yīng)另起一頁。　　各章標題要突出重點、簡明扼要。字數(shù)一般在15字以內(nèi)，不得使用標點符號。標題中盡

115、量不用英文縮寫詞，對必須采用者，應(yīng)使用本行業(yè)的通用縮寫詞。　　2.5.2 層次　　層次以少為宜，根據(jù)實際需要選擇。層次代號格式見表1和表2。　　表1 理工類論文層次代號及說明　　↑

116、 ↑　　版心左邊線版心右邊線　　表2 文管類論文層次代號及說明　　↑ ↑　　版心左邊線

117、版心右邊線　　各層次題序及標題不得置于頁面的最后一行（孤行）。　　2.6 參考文獻　　正文中引用文獻標示應(yīng)置于所引內(nèi)容最末句的右上角，用小五號字體。所引文獻編號用阿拉伯數(shù)字置于方括號“[ ]”中，如“二次銑削[1]”。當提

118、及的參考文獻為文中直接說明時，其序號應(yīng)該與正文排齊，如“由文獻[8，10～14]可知”。　　經(jīng)濟、管理類論文引用文獻，若引用的是原話，要加引號，一般寫在段中；若引的不是原文只是原意，文前只需用冒號或逗號，而不用引號。在參考文獻之外，若有注釋的話，建議采用夾注，即緊接文句，用圓括號標明。　　不得將引用文獻標示置于各級標題處。<

119、p>　　參考文獻書寫格式應(yīng)符合GB7714－1987《文后參考文獻著錄規(guī)則》。常用參考文獻編寫項目和順序應(yīng)按文中引用先后次序規(guī)定如下：　　著作圖書文獻　　序號└─┘作者．書名（版次）．出版地：出版者，出版年:引用部分起止頁　　第一版應(yīng)省略</b&

120、gt;　　翻譯圖書文獻　　序號└─┘作者．書名（版次）．譯者．出版地: 出版者，出版年:引用部分起止頁　　第一版應(yīng)省略　　學術(shù)刊物文獻

121、　　序號└─┘作者．文章名．學術(shù)刊物名．年，卷（期）：引用部分起止頁　　學術(shù)會議文獻　　序號└─┘作者．文章名．編者名．會議名稱，會議地址，年份．出版地，出版者，　　出版年:引用部分起止頁　　學位論

122、文類參考文獻　　序號└─┘研究生名．學位論文題目．出版地．學校（或研究單位）及學位論文級別．答　　辯年份:引用部分起止頁 　　西文文獻中第一個詞和每個實詞的第一個字母大寫，余者小寫；俄文文獻名第一個詞和專有名詞的第一個字母大寫，余者小寫；日文文獻中的漢字須用日文漢字，不得用中文漢字、簡化漢字代

123、替。文獻中的外文字母一律用正體。　　作者為多人時，一般只列出前3名作者，不同作者姓名間用逗號相隔。外文姓名按國際慣例，將作者名的縮寫置前，作者姓置后。　　學術(shù)會議若出版論文集者，可在會議名稱后加上“論文集”字樣。未出版論文集者省去“出版者”、“出版年”兩項。會議地址與出版地相同者省略“出版地”。會議年份與出版年相同者省略“出版年”。

124、　　學術(shù)刊物文獻無卷號的可略去此項，直接寫“年，（期）”。　　參考文獻序號頂格書寫，不加括號與標點，其后空一格寫作者名。序號應(yīng)按文獻在論文中的被引用順序編排。換行時與作者名第一個字對齊。若同一文獻中有多處被引用，則要寫出相應(yīng)引用頁碼，各起止頁碼間空一格，排列按引用順序，不按頁碼順序。　　參考文獻書寫格式示例見附錄1。

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