818+电子琴程序设计与仿真VIP专享VIP免费

第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共6页摘要:文中介绍了电子琴系统的整体设计,并基于超高速硬件描述语言VHDL在Xilinx公司的SpartanⅡ系列的2sc200PQ208-5芯片上编程实现.电子琴系统的设计包含四个模块,分别是控制输入电路、FPGA、显示电路和扬声器电路。其中FPGA模块的设计是整个电子琴系统设计的核心内容。四个模块的有机组合完成了电子琴自动演奏的功能。文中还详细介绍了FPGA功能模块的原理及其工作时序仿真图。本产品的特点是成本较低，性能稳定，精度高，有一定的开发价值。关键词:现场可编程逻辑器件FPGA超高速硬件描述语言VHDL电子琴系统自动演奏8.18.4程序设计与仿真电子琴VHDL程序包含有：顶层程序、音阶发生器程序、数控分频模块程序和自动演奏模块程序。1.顶层程序与仿真（1）顶层VHDL程序--文件名：top.vhd--功能：顶层文件--最后修改日期：2004.3.20libraryIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entitytopisPort(clk32MHz:instd_logic;--32MHz系统时钟handTOauto:instd_logic;--键盘输入/自动演奏code1:outstd_logic_vector(6downto0);--音符显示信号index1:instd_logic_vector(7downto0);--键盘输入信号high1:outstd_logic;--高低音节信号spkout:outstd_logic);--音频信号endtop;architectureBehavioraloftopiscomponentautomusicPort(clk:instd_logic;Auto:instd_logic;index2:instd_logic_vector(7downto0);index0:outstd_logic_vector(7downto0));endcomponent;componenttonePort(index:instd_logic_vector(7downto0);code:outstd_logic_vector(6downto0);high:outstd_logic;tone0:outintegerrange0to2047);第2页共6页第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共6页endcomponent;componentspeakerPort(clk1:instd_logic;tone1:inintegerrange0to2047;spks:outstd_logic);endcomponent;signaltone2:integerrange0to2047;signalindx:std_logic_vector(7downto0);beginu0:automusicportmap(clk=>clk32MHZ,index2=>index1,index0=>indx,Auto=>handtoAuto);u1:toneportmap(index=>indx,tone0=>tone2,code=>code1,high=>high1);u2:speakerportmap(clk1=>clk32MHZ,tone1=>tone2,spks=>spkout);endBehavioral;（2）仿真顶层文件仿真图如图8.18.2所示。图8.18.2顶层文件仿真图2.音阶发生器程序与仿真（1）音阶发生器VHDL程序--文件名：tone.vhd。--功能：libraryIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entitytoneisPort(index:instd_logic_vector(7downto0);--音符输入信号code:outstd_logic_vector(6downto0);--音符显示信号high:outstd_logic;--高低音显示信号tone0:outintegerrange0to2047);--音符的分频系数endtone;architectureBehavioraloftoneisbeginsearch:process(index)--此进程完成音符到音符的分频系数译码，音符的显示，高低音阶begincaseindexiswhen"00000001"=>tone0<=773;code<="1001111";high<='1';when"00000010"=>tone0<=912;code<="0010010";high<='1';第3页共6页第2页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共6页when"00000100"=>tone0<=1036;code<="0000110";high<='1';when"00001000"=>tone0<=1116;code<="1001100";high<='1';when"00010000"=>tone0<=1197;code<="0100100";high<='1';when"00100000"=>tone0<=1290;code<="0100000";high<='0';when"01000000"=>tone0<=1372;code<="0001111";high<='0';when"10000000"=>tone0<=1410;code<="0000000";high<='0';whenothers=>tone0<=2047;code<="0000001";high<='0';endcase;endprocess;endBehavioral;（2）音阶发生器程序仿真音阶发生器程序仿真图如图8.18.3所示。图8.18.3音阶发生器仿真图3.数控分频模块程序与仿真（1）数控分频模块VHDL程序--文件名：speaker.vhd。--功能：实现数控分频。--最后修改日期：20004.3.19。libraryIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;...