EDA音乐播放器课程设计.pdf
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1、洛阳理工学院课程设计(论文)摘 要 本课程设计是实现演奏三首乐曲演奏电路的硬件实现。总共分为五个模块,分别为 20MHZ 转换 1MHZ 分频模块,1MHZ 转换 4HZ 分频模块,地址计数器模块,rom 存储器模块,乐音分频模块。音符的频率由乐音分频模块获得,这是一个数控分频器。由时钟端输入一具有 1MHZ 的信号,分频比由预置数值决定,其输出频率将决定每一个音符的音调。音符的持续时间根据乐曲的速度及每个音符的节拍数来决定。三首乐曲分别为”两只老虎”,“找朋友”,“世上只有妈妈好”。关键词:乐曲演奏电路,20MHZ 转换 1MHZ 分频模块,1MHZ 转换 4HZ 分频模块,地 址计数器模块
2、,rom 存储器模块,乐音分频模块 洛阳理工学院课程设计(论文)Pick to This course is designed to play music three play hardware implementation of the circuit.A total is divided into five modules,respectively for 20 MHZ conversion 1 MHZ frequency module,1 MHZ conversion 4 HZ frequency module,address counter module,ROM memory modu
3、le,dividing sound module.Note the frequency of the sound frequency module,a CNC divider.By the input,a signal with 1 MHZ clock end,frequency division ratio determined by the preset value,the output frequency will determine the tones of every note.The duration of the notes according to the number of
4、speed and every note of the beat of the music to decide.Three piece respectively two tigers,find friends,only a mother good in the world.Keywords:music playing circuit,20 MHZ conversion 1 MHZ frequency module,1 MHZ conversion 4 HZ frequency module,address count洛阳理工学院课程设计论文 前言电子技术飞速发展,传统的电子电路设计已经满足不了
5、人们的要求,可编程逻辑逻辑器件和 EDA 技术的运用大大地提高了工作效率。大大地减轻了电路设计和 PCB 设计的难度。由于本人出于对音乐的热爱,故用 EDA 技术设计了一款音乐播放器。设计要求连续播放三首乐曲。设计采取用 quartusII 进行仿真,然后用开发板进行测试。基于工程领域中 EDA 技术应用的巨大实用价值,以及重视实践能力和创新意识培养的重要性,所以对各个模块进行了严格的测试。这是本人的第一次的关于 EDA 的作品,如果有不足之处,欢迎指正,本人邮箱liu_shu_。洛阳理工学院课程设计论文 目 录 第 1 章 分频器.11.1 分频器.11.2 20MHZ 转换为 1MHZ 分
6、频器.11.3 1MHZ 转换为 4HZ 分频器.11.4 乐音分频器.2第 2 章 存储器与地址发生器.62.1 地址发生器.62.2 rom 存储器.6第 3 章 顶层电路设计.143.1 播放器的顶层电路.143.2 播放器的组成.14第 4 章 课程设计总结.15参考文献.16附录.17 洛阳理工学院课程设计论文 第 1 章 分频器1.1 分频器 分频器有三个,分别是 20MHZ 转换为 1MHZ 分频器,1MHZ 转换为 4HZ 分频器,乐音分频器。1.2 20MHZ 转换为 1MHZ 分频器 因为开发板提供的时钟信号为 20MHZ 的时钟信号,为了给乐音分频器和 1MHZ转换为 4
7、HZ 的分频器提供 1MHZ 的时钟信号,故设计了此分频器。主要实现的功能是 20MHZ 的输出信号转换为 1MHZ 的输出信号,分频器的符号图如图 1-1 所示。图 1-1 20MHZ 转换为 1MHZ 分频器 波形如图 1-2 所示。图 1-2 20MHZ 转换为 1MHZ 分频器波形1.3 1MHZ 转换为 4HZ 分频器 洛阳理工学院课程设计论文 4 HZ 的时钟信号是乐谱节拍信号,为地址计数器与 rom 存储器提供信号。分频器的符号图如图 1-3 所示。图 1-3 1MHZ 转换为 4HZ 分频器 波形如图 1-4 所示。图 1-4 1MHZ 转换为 4HZ 分频器1.4 乐音分频器
8、 由 1MHZ 提供时钟信号,根据乐谱存储器的输出得到对应音符的分频值,然后输出相应的方波信号。符号图如图 1-5 所示。图 1-5 乐音分频器洛阳理工学院课程设计论文 本人设计的乐音分频器有 87 个分频值,由于播放固定三首乐曲,使用到 11 个音符的分频值,篇幅有限,故只列出 11 个波形图。乐音分频输出部分波形如图 1-6 所示。图 1-6 乐音分频器输出部分波形 乐音分频输出部分波形如图 1-7 所示。图 1-7 乐音分频器输出部分波形 乐音分频输出部分波形如图 1-8 所示。图 1-8 乐音分频器输出部分波形 洛阳理工学院课程设计论文 乐音分频输出部分波形如图 1-9 所示。图 1-
9、9 乐音分频器输出部分波形 乐音分频输出部分波形如图 1-10 所示。图 1-10 乐音分频器输出部分波形 乐音分频输出部分波形如图 1-11 所示。图 1-11 乐音分频器输出部分波形 乐音分频输出部分波形如图 1-12 所示。图 1-12 乐音分频器输出部分波形洛阳理工学院课程设计论文 乐音分频输出部分波形如图 1-13 所示。图 1-13 乐音分频器输出部分波形 乐音分频输出部分波形如图 1-14 所示。图 1-14 乐音分频器输出部分波形 乐音分频输出部分波形如图 1-15 所示。图 1-15 乐音分频器输出部分波形 乐音分频输出部分波形如图 1-16 所示。图 1-16 乐音分频器输
10、出部分波形洛阳理工学院课程设计论文 第 2 章 存储器与地址发生器2.1 地址发生器 九位二进制计数器,内部设置计数最大值为 474,作为音符数据 rom 存储器的地址发生器。这个计数器的计数频率为 4HZ。其符号图如图 2-1 所示。图 2-1 地址发生器2.2 rom 存储器 rom 存储器存放的数据是三首乐曲的信息,分别为“两只老虎”,“找朋友”,“世上只有妈妈好”。由 4HZ 的信号控制时间,根据地址发生器的输出值作为 rom存储器的地址输入,驱动 rom 存储器相对应的数据输出。其符号图如图 2-2 所示。图 2-2 rom 存储器 rom 存储器 mif 文件如表 2-1 所示。洛
11、阳理工学院课程设计论文 表 2-1 rom 存储器 mif 文件数据 rom 存储器输出数据波形如图 2-3 所示。图 2-3 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-4 所示。图 2-4 rom 存储器波形rom 存储器输出数据波形如图 2-5 所示。洛阳理工学院课程设计论文 图 2-5 rom 存储器波形rom 存储器输出数据波形如图 2-6 所示。图 2-6 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-7 所示。图 2-7 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-8 所示。图 2-8 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-9
12、所示。洛阳理工学院课程设计论文 图 2-9 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-10 所示。图 2-10 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-11 所示。图 2-11 rom 存储器波形rom 存储器输出数据波形如图 2-12 所示。图 2-12 rom 存储器波形洛阳理工学院课程设计论文 rom 存储器输出数据波形如图 2-13 所示。图 2-13 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-14 所示。图 2-14 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-15 所示。图 2-15 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据
13、波形如图 2-16 所示。图 2-16 rom 存储器波形洛阳理工学院课程设计论文 rom 存储器输出数据波形如图 2-17 所示。图 2-17 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-18 所示。图 2-18 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-19 所示。图 2-19 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-20 所示。图 2-20 rom 存储器波形洛阳理工学院课程设计论文 rom 存储器输出数据波形如图 2-21 所示。图 2-21 rom 存储器波形 rom 存储器输出数据波形如图 2-22 所示。图 2-22 rom 存储器波形
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