EDA设计电子琴设计.doc

湖南人文科技学院
课程设计报告
课程名称:EDA技术与VHDL
设计题目: 简易电子琴
系别: 通信与控制工程系
专业: 电子信息工程
班级: 2010 级1班
学生姓名: 刘滨蒋卓
学号: 10409121 10409123
起止日期: 2013年6月13日~2013年6月27日
指导教师: 田汉平岳舟
教研室主任: 侯海良
指导教师评语:
指导教师签名: 年月日
成绩评定
项目
权重
成绩
刘滨
蒋卓
1、设计过程中出勤、学习态度等方面

2、课程设计质量与答辩

3、设计报告书写及图纸规范程度

总成绩

教研室审核意见:
教研室主任签字: 年月日
教学系审核意见:

主任签字: 年月日
摘要
本系统是采用EDA技术设计的一个简易的八音符电子琴,该系统基于计算机中时钟分频器的原理,采用自顶向下的设计方法来实现,它可以通过按键输入来控制音响。系统由频率选择模块、分频模块和扬声器输出模块三个部分组成。系统实现是用硬件描述语言VHDL按模块化方式进行设计,然后进行编程、时序仿真、整合。本系统功能比较齐全,有一定的使用价值。
关键词:电子琴;EDA;VHDL
目录
·课程设计的目的 1
·设计要求 1
·开发工具简介 1
(1) EDA技术 1
(2)硬件描述语言—VHDL 2
1、方案论证与对比 4
4
4
4
2、各功能块电路及工作原理 6
6
6
6
7
8
波形仿真 8
3、心得与总结 10
4、参考文献 11
5、附录 12
简易电子琴设计
·课程设计的目的
巩固和运用所学课程,理论联系实际,提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力,通过对一个简易的八音符电子琴的设计,进一步加深对计算机原理以及数字电路应用技术方面的了解与认识,进一步熟悉数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。巩固所学课堂知识,理论联系实际,提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。为了进一步了解计算机组成原理与系统结构,深入学习EDA技术,用VHDL语言去控制将会使我们对本专业知识可以更好地掌握。
·设计要求
设计一个简易电子琴;
利用实验箱的脉冲源产生1,2,3,。。。共7个或14个音阶信号;
用指示灯显示节拍;
*能产生颤音效果。
·开发工具简介
(1) EDA技术
EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)缩写,是90年代初从CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试)和CAE(计算机辅助工程)的概念发展而来的。EDA技术是以计算机为工具,根据硬件描述语言HDL( Hardware Description language)完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。典型的EDA工具中必须包含两个特殊的软件包,即综合器和适配器。综合器的功能就是将设计者在EDA平台上完成的针对某个系统项目的HDL、原理图或状态图形描述,针对给定的硬件系统组件,进行编译、优化、转换和综合,最终获得我们欲实现功能的描述文件。综合器在工作前,必须给定所要实现的硬件结构参数,它的功能就是将软件描述与给定的硬件结构用一定的方式联系起来。也就是说,综合器是软件描述与硬件实现的一座桥梁。综合过程就是将电路的高级语言描述转换低级的、可与目标器件FPGA/CPLD相映射的网表文件。
适配器的功能是将由综合器产生的王表文件配置与指定的目标器件中,产生最终的下载文件,如JED文件。适配所选定的目标器件(FPGA/CPLD芯片)必须属于在综合器中已指定的目标器件系列。
硬件描述语言HDL是相对于一般的计算机软件语言,如:C、PASCAL而言的。HDL语言使用与设计硬件电子系统的计算机语言,它能描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式。设计者可利用HDL程序来描述所希望的电路系统,规定器件结构特征和电路的行为方式;然后利用综合器和适配器将此程序编程能控制FPGA和CPLD内部结构,并实现相应逻辑功能的的门级或更底层的结构网表文件或下载文件。目前,就FPGA/CPLD开发来说,比较常用和流行的HDL主要有ABEL-HDL、AHDL和VHDL。
(2)硬件描述语言—VHDL
VHDL的英文全名是Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Languag