沈 阳 工 程 学 院
课 程 设 计
设计题目： 乐曲硬件演奏电路的EDA设计
系 别 自控系 班级 电子本072 学生姓名 陈勇冰 学号 2007310227 指导教师 尹常永
起止日期： 2010年06月21日 起—至2010年07月02日止 设计地点：教学楼F213
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沈阳工程学院课程设计（论文）
沈 阳 工 程 学 院
课程设计任务书
课程设计题目：乐曲硬件演奏电路的EDA设计
系 别 自控系 班级 电子本072班 学生姓名 陈勇冰 学号 2007310227 指导教师 尹常永
起止日期： 2010年06月21日 起——2010年07月02日止 教研室主任 田 景 贺
2010年 06月17日
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1.设计主要内容及要求
乐曲硬件演奏电路EDA设计 1）简要说明
利用FPGA,设计一个乐曲硬件演奏电路。演奏时可选择键盘输入乐曲或者已存入的乐曲，并配以一个小扬声器。
任务和要求：
乐曲的12平均率规定：每2个八度音(如简谱中的中音1与高音1)之间的频率相差1倍。在2个八度音之间，又可分为12个半音，每2个半音的频率比为12√2。另外，音符A(简谱中的低音6)的频率为440Hz，音符B到C之间、E到F之间为半音，其余为全音。由此可以计算出简谱中从低音l至高音1之间每个音符的频率。设计音符查找表电路模块，时钟模块，数控分频器模块，音乐节拍产生模块电路。任意选择歌曲进行设计,但歌曲前奏必须是中音5353222。
3）训练目标
具备硬件编程语言VHDL设计数字系统的初步能力，熟悉开发环境和流程，掌握技术方法。
2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求
1）课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
2）学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
3）说明书（论文）手写或打印均可。手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
4）课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。 3.时间进度安排；
顺序 阶段日期 计 划 完 成 内 容 备注 1 2 3 4 5 06.21－06.23 06.24－06.28 06.28-06.29 06.30-07.01 07.02 选题，搜集资料，熟悉设计环境 调试程序 仿真程序 撰写课程设计说明书(论文) 答辩
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沈阳工程学院课程设计（论文）
沈 阳 工 程 学 院
VHDL与可编程逻辑器件应用 课程设计成绩评定表
系（部）： 自动控制工程系 班级： 电子本072班 学生姓名： 陈勇冰
指 导 教 师 评 审 意 见 评价 内容 调研 论证 工作能力 态度 工作量 具 体 要 求 能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。 工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作， 权重 0.1 0.2 0.2 5 5 5 评 分 4 4 4 3 3 3 加权分 2 2 2 按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。 说明书立论正确，论述充分，结论严谨合说明理，文字通顺，技术用语准确，符号统书的一，编号齐全，图表完备，书写工整规质量 范。 指导教师评审成绩 分 （加权分合计乘以12） 指 导 教 师 签 名： 0.5 5 4 3 2 加权分合计 年 月 日 评 阅 教 师 评 审 意 见 评价 具 体 要 求 内容 查阅 查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料文献 的能力 工作工作量饱满，难度适中。 量 说明书立论正确，论述充分，结论严谨合说明理，文字通顺，技术用语准确，符号统书的一，编号齐全，图表完备，书写工整规质量 范。 评阅教师评审成绩 分 （加权分合计乘以8） 评 阅 教 师 签 名： 课 程 设 计 总 评 成 绩 IV - -
权重 0.2 0.5 5 5 评 分 4 4 3 3 加权分 2 2 0.3 5 4 3 2 加权分合计 年 月 日 分 摘 要
乐曲演奏广泛用于自动答录装置、手机铃声、集团电话、及智能仪器仪表设备。实现方法有许多种，在众多的实现方法中，以纯硬件完成乐曲演奏，随着FPGA集成度的提高，价格下降，EDA设计工具更新换代，功能日益普及与流行，使这种方案的应用越来越多。如今的数字逻辑设计者面临日益缩短的上市时间的压力，不得不进行上万门的设计，同时设计者不允许以牺牲硅的效率达到保持结构的独特性。使用现今的EDA软件工具来应付这些问题，并不是一件简单的事情。FPGA预装了很多已构造好的参数化库单元LPM器件。通过引入支持LPM的EDA软件工具，可以设计出结构独立而且硅片的使用效率非常高的产品。
本文分析了乐曲演奏设计中音符、频率、节拍与编码的相互关系，并在EDA开发工具MAX-plus II平台上，采用VHDL语言及原理图的设计方法，实现了基于FPGA片上系统动态显示可选择多首乐曲的乐曲演奏器的设计，使乐曲演奏数字电路的设计得到了更好的优化，提高了设计的灵活性。
关键词 FPGA，EDA，VHDL，数控分频器
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