基于VHDL语言的电子琴电路设计

运用VHDL(Very high speed integrated circuit hardware description language)使得数位电路设计接近于软件演算法的实现,将传统的逻辑设计导向了系统层级和高阶电路合成的方向。

基于VHDL语言的电子琴电路设计

XX班 XX 学号：XX

摘要：由于近十年来资讯工业的蓬勃发展，伴随着微电子技术的快速发展，小至传统的门层（GATE LEVEL）设计，大到电话LCD的来电显示，电梯控制器，出租车计费器等等由硬件描述语言（HDL，hardware description language）的设计方式，无一不是电脑与IC设计相关应用所及之地，而不论是电脑本身或是其他应用，则正是数位电路的产物。为得到理论与实际应用的结合，于是选择电子琴为研究课题，进行相关的实验，运用VHDL（Very high speed integrated circuit hardware description language）使得数位电路设计接近于软件演算法的实现，将传统的逻辑设计导向了系统层级和高阶电路合成的方向。使用到的软件为Altera的Max+PlusⅡ，使用它可使用一模拟器来模拟一系统的行为而不用实际建构一系统，另一方面合成编辑器可以将此系统行为描述转换成实现此系统的数位硬件．这些对于构建电子琴及声音处理制作有很大帮助．

关键词：VHDL 电子琴 电路设计 Max+PlusⅡ

1.选题背景：

1.1选题背景：

基于当前市场上的电子琴价格较昂贵，很难大众化，而且市场上大多电子琴靠硬件实现其功能，这样很难降低其成本，基于EDA技术的发展，我们可以利用软件实现电子琴的功能，从而降低成本，并且可以进行一定的功能扩展。VHDL适用于此类实用设备的模拟仿真，以并行和顺序的多种语句方式来描述在同一时刻中所有可能发生的事情，因此可以认为，VHDL具有描述由相关和不相关的多维时空组合的复合体系统的功能，因此要以多为并发的思路运用VHDL来完成电子琴的程序设计。

乐曲都是由一连串的音符组成，因此按照乐曲的乐谱依次输出这些音符所对应的频率，就可以在扬声器上连续地发出各个音符的音调。大多数的电子琴设计都有弹奏和播放功能。进入20世纪90年代以后，VHDL技术得到了飞速的发展，电子系统的设计方法发生了很大的变化，传统的设计方法正逐步退出历史舞台，而基于EDA技术的可编程逻辑芯片设计成为电子系统设计的主流。本设计基于Max+PlusⅡ开发平台，采用VHDL语言设计出电子琴的相关功能。

1.2本课题的设计要求是

1.2.1．能够实现根据按下的按键不同，送出不同的初值给FANA

1.2.2．音阶发生器程序的设计

1.3指导思想

本设计的指导思想是利用EDA技术，VHDL语言对FPGA进行配置来实现电子琴的功能，可以利用FPGA的内部存储单元的开发来实现电子琴的曲谱存储和演奏。采用分频的方法输出不同音符的信号。

1.4开发工具Altera Max+PlusⅡ：

界面友好、使用便捷，在Max+PlusⅡ上可以完成设计输入元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程，支持原理图、VHDL和Verilog语言文本文件以及波形与EDIF等格式的文件作为设计输入，其提供一种与结构无关的设