具有自动乐曲演奏功能的电子琴设计先给出设计结果视频链接: 具有自动乐曲演奏功能的电子琴-视频实录 本文为本人于 2012 年下学期做的 EDA 数字系统设计，文章详细介绍了“具有自动乐曲演奏功能的电子琴”的 FPGA 设计原理与方法，使用了 ROM 存储音符和节拍，矩阵键盘控制整个系统。一、选题目的 电子设计自动化，简称 EDA（Electronic Design Automation），发展迅速，应用范围日益扩大。它以计算机为工具，设计者在 EDA 软件平台上，用硬件描述语言 VHDL 完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA 技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。 本文应用 VHDL 硬件描述语言，以 Quartus 8.0Ⅱ为开发工具设计了一个具有自动演奏乐曲功能的电子琴系统，它能将预先存储在 ROM 中的多首乐曲自动播放出来，并同时显示音符，此外，还具有电子琴弹奏的功能。选题新颖、实用，趣味性、综合性较强。二、设计目标1. 采用 44 矩阵键盘作为：电子琴按键，高、中、低音选择键，自动播放和电子琴弹奏功能选择键，乐曲选择键。2. 使用 ROM 存储乐曲，达到只要在其中存储乐曲音符节拍的信息即可自动播放的目的，对乐曲的编码要简单易用。3. 可自动播放《世上只有妈妈好》、《长亭送别》、《十年》三首歌曲，带选歌和自动循环播放的功能。4. 实时显示正在播放的音符。5. 设计要具有模块化，层次化的特点。6. 波形仿真时采用时序仿真，以更加贴近实际，使系统的实际效果达到最佳。三、实现方案1. 原理框图 具有自动乐曲演奏功能的电子琴系统的原理结构框图如下： 图 1 硬件系统结构框图 图 2 软件系统结构框图图 3 乐曲自动播放模块结构框图 图 4 乐曲弹奏模块结构框图2. 设计流程图 具有自动乐曲演奏功能的电子琴系统的 VHDL 程序设计流程图如下图 5：图 5 程序设计流程图四、设计过程1. 音乐基础知识 简谱应该说是一种比较简单易学的音乐记谱法。它的最大好处是仅用 7 个阿拉伯数字----1234567，就能将万千变化的音乐曲子记录并表示出来，并能使人很快记住而终身不忘；同时涉及其他的音乐元素也基本可以正确显示。简谱虽然不是出现在中国，但是好像只有在中国得到非常广泛的传播。 乐音的特性：它由四个方面组成：音高、音值、音量、音色。 音高...
