电子琴电路设计及程序设计-论文

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1、电子琴电路设计及程序设计-论文电子琴电路设计及程序设计目   录电子琴的设计(摘要)  …………………………………………………1关键词              …………………………………………………1第一章  绪论       …………………………………………………2第二章 电子琴的设计思路 …………………………………………  3一、电子琴发音电路设计  …………………………………………………………5二、自动演奏电路设计    …………………………………………………………5三、按键编码电路        …………………………………………………………5四、串行通信接口电路设计………………

2、…………………………………………5第三章   简易电子琴实例 ………………………………………………7一、系统硬件图          …………………………………………………  7二、流程图                    …………………………………………………8第四章 程序设计         ………………………………………………… 10结 束 语                       …………………………………………………15参考文献           …………………………………………………16电子琴的设计【摘要】：可编程逻辑器件集成度高、设计灵活，已经逐渐成为设计和实现

3、数字系统的主要方式，本文结合RS232通信方式控制的电子琴的CPLD的设计过程，介绍可编程逻辑器（CPLD）的使用以及自顶向下的设计思想。设计中CPLD芯片选择Altera公司的FLEX10K系列芯片，并且利用其内含EAB的特点，结合LPM宏单元设计了基于ROM的数控分频器以及音乐自动播放电路，RS232接口采用VHDL语言设计，借鉴了单片机串口通信的设计思想。【关键词】：串行通信，电子琴，CPLD，VHDL，电子设计自动化第一章   绪论CPLD是一种复杂的用户可编程逻辑器件，以其编程方便、集成度高、速度快、价格低等特点已经获得越来越广泛的应用，掌握利用CPLD进行电子系统的设计方法已

4、经成为广大电子设计人员必不可少的技能。本文就是结合利用CPLD设计一个由计算机通过RS232接口控制的电子琴的过程，介绍了可编程逻辑器件的使用方法，以及利用可编程逻辑器件设计时常用的自顶向下的设计思想。在设计的过程中首先根据设计要求得出设计的整体框图，然后再按模块进行单独设计并仿真验证，最后是联机调试，确定无误后下载到电路板进行设计验证。第二章  电子琴的设计思路一、电子琴发音电路设计   电子琴发音电路包含两部分：音调发生器和分频预置数存储器。音调发生器就是一个数控分频器；分频预置数存储器设计与其它相关设计中采用case语句的做法略有区别，它充分利用了FLEX10K10系列芯片内含EA

5、B的特点，调用LPM宏单元配置出了一个ROM（80×16bit），将分频预置数存于其中，利用它来控制数控分频器。该方法可以大量节省芯片资源的占用，并且提高了设计效率。   COUNT16TY（数控分频器）包含一个16位可预置数加法计数器和一个均衡输出脉冲占空比的D触发器。晶体振荡器输出的信号为16MHz，经过综合分频器预分频后得到一个8MHz的数控分频器基准频率，经由数控分频器clk8m端输入，再由数控分频器根据不同的预置数，分频得到相应的音节频率；由于直接从数控分频器出来的输出信号是脉冲信号，为了有利于驱动扬声器，故而加一个D触发器使输出信号为等占空比。CODEROM就是分频预置数RO

6、M，其地址线为7位，数据线为16位。二、自动演奏电路设计   电子琴自动演奏电路包括节拍发生器TIME和乐曲歌谱编码存储器SONGROM两部分.在音乐播放过程中，音符的持续时间是根据乐曲的速度以及每个音符，所以选择250ms作为节拍发生器发出的基准节拍，而节拍发生器的基准频率则是1kHz的脉冲信号，再加上乐曲歌谱编码存储器是256×7的，因此节拍发生器就必须包含一个250的分频器和一个8位的地址加法计数器。这样每隔250ms，节拍发生器就会产生一个地址，然后乐曲歌谱编码ROM就把相应地址里的编码数据输出去，从而实现乐曲的连续播放。三、按键编码电路   按键编码电路实质上是一个优先编码器，

7、它对15个琴键的信号进行优先编码形成一个7位的地址线，用来控制电子琴的发音。其它电路在这里不再一一介绍。四、串行通信接口电路设计  由于所设计的串行通信接口是异步的，因此在讨论具体的设计之前，先对异步串行通信做一下简要介绍。   所谓异步通信方式的“异步”主要体现在字符与字符之间，至于同一字符内部的位与位间却是同步的。可见，为了确保异步通信的正确性，必须找到一种方法，使收发双方在随机传送的字符与字符间实现同步。这种方法就是在字符格式