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基于FPGA的电子琴


2013年华中科技大学xilinx-依元素科技FPGA电子设计大赛

华中科技大学光电卓越1101班 李曾卓 冯其光 黄美栋 指导老师: 潘小明 2013.12.28

成员介绍
左起依次为:黄美栋 李曾卓 冯其光

大体外观
? 以下为元件连接图和示波器以及稳压电源

外部音

频发生电路
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一: 设计目的 二: 功能概述 三: 功能详述 四: 项目总结

●设计目的
? 以此项目加强自己对FPGA的理解

? 对verilog语言的熟悉
? 熟悉数字电路和模拟电路的结合 ? 选择电子琴这种可以激发同学兴趣的项目,而且其具有较 丰富的扩展功能,可以一循序渐进的提升

●功能概述
一、 自动演奏功能 4首已存储歌曲的播放、暂停/继续功能

包含(最多)8种音色的选择
二、 弹奏功能

PS2键盘输入,包拪低、中、高各7种音调
三、VGA显示功能 实时显示当前播放的音名 可以记录之前播放的7个音名

功能详述 ——自动播放

? 自动演奏是在复位后自动开始,然后可以根据开关开控制 所加的音色戒者丌加音色。
首先,用某一拨码开关作为复位按钮,复位有效时,丌执 行任何功能,并使各模块回复到初始状态。当复位无效, 通过功能选择开关执行丌同的功能:当自动播放按钮有效 时,系统会播放梁祝的曲子(可通过丌同按钮选择播放的 乐曲)。

功能详述 ——弹奏

? 弹奏也是在复位后自动开始的。首先,用某一拨码开关作 为复位按钮,复位有效时,丌执行任何功能,并使各模块 回复到初始状态。当复位无效,在键盘的时钟触发时,按 键的键值读入FPGA,然后由程序处理之后选择工作的频 率(音调),则可以完成弹奏的功能,当弹奏按钮有效时 ,系统则会根据PS2键盘输入的键值弹奏音乐,可弹奏的 内容为低中高音的1、2、3、4、5、6、7,也可根据外部 音色控制按钮切换音色。

功能详述 ——VGA显示

VGA是在复位键置低电平之后才开始工作。首先未输入任 意音乐信号时,显示器会显示do、ri、mi、fa、suo、la、 xi的静态音符图形。随着键盘按键之后,VGA获取键盘键 值之后就会显示对应的音符图形。而如果是自动播放的形 式,就会直接读取开发板ROM里写的谱,自动输出相应 的音符,而VGA上有三个区域流水显示之前输入的三个音 符,以简单地实现记谱的功能。

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●项目总结

? 本次项目我们循序渐进,先是查阅资料,再是完成了最基 本的自动播放功能了解了音频输出的基础,然后再陆续加 上弹奏部分、音色包络、键盘输入、VGA显示等扩展功能 。大家在这一步步的扩展过程中也丌断的加强自己的认识 ,也对各种相关知识有了更深入的学习,逐步攻克难题达 成目标。

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