基于FPGA的音樂發(fā)生器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

1、哈爾濱工程大學(xué)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí) 驗(yàn) 名 稱：基于FPGA的音樂發(fā)生器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)班 級(jí)：學(xué) 號(hào)： 姓 名： 實(shí) 驗(yàn) 時(shí) 間： 成 績(jī)：_指 導(dǎo) 教 師： 實(shí)驗(yàn)室名稱： 第一實(shí)驗(yàn)室哈爾濱工程大學(xué)實(shí)驗(yàn)室與資產(chǎn)管理處 制實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要求實(shí)驗(yàn)操作是理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫是知識(shí)系統(tǒng)化的吸收和升華的過程，實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該體現(xiàn)完整性、規(guī)范性、正確性、有效性?，F(xiàn)將撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的有關(guān)內(nèi)容說明如下：1實(shí)驗(yàn)名稱2實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋敬螌?shí)驗(yàn)所涉及并要求掌握的知識(shí)點(diǎn)。3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、原理、原理圖分析及具體實(shí)驗(yàn)步驟。4實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)所使用的器件、儀器設(shè)備名稱及規(guī)格。5設(shè)計(jì)實(shí)

2、驗(yàn)數(shù)據(jù)表格6實(shí)驗(yàn)過程與分析詳細(xì)記錄在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的故障和問題，并進(jìn)行故障分析，說明故障排除的過程及方法。根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)，記錄、整理相應(yīng)數(shù)據(jù)表格、繪制曲線、波形圖等，并進(jìn)行誤差分析。7實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，完成思考題目，總結(jié)實(shí)驗(yàn)的心得體會(huì)，并提出實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見。注：1前5項(xiàng)必須在做實(shí)驗(yàn)之前完成，并由指導(dǎo)教師簽字后才能做實(shí)驗(yàn)。2對(duì)于學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)題目、參與科研、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等形式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)報(bào)告可采用論文、實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告等形式完成。3此封皮標(biāo)準(zhǔn)頁(yè)面為16K，下載網(wǎng)址。實(shí)驗(yàn)選題十：基于FPGA的音樂發(fā)生器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一 實(shí)驗(yàn)名稱基于FPGA的音樂發(fā)生器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)二 實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦肞S2接口電路控制并

3、實(shí)現(xiàn)一個(gè)音樂發(fā)生器系統(tǒng)。要求用FPGA設(shè)計(jì)產(chǎn)生得到一組不同頻率的音階，通過編碼形成8位數(shù)字量來控制DA轉(zhuǎn)換器使其輸出正弦波，以驅(qū)動(dòng)音響電路。三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)步驟(1)軟件編程部分（Quartus II）1. 圖1是整個(gè)綜合電路，整個(gè)電路時(shí)是由分頻模塊，消抖模塊，鍵值識(shí)別模塊，編碼模塊，選擇模塊，64位計(jì)數(shù)器，rom模塊。首先畫出各模塊的電路圖，然后組成宏，最后組成大的電路圖。2. 圖2是分頻模塊。有74290，74160, 74161組成2，5, 10，9, 3等各種進(jìn)制的分頻器。分出的頻率是1到7的音階的頻率的64倍，還有一個(gè)消抖用的500MHz的頻率，之后分別接入音頻選擇。3. 圖3是3

4、個(gè)74194和門電路組成的鍵值識(shí)別模塊，每一次按一個(gè)鍵值，ps2將會(huì)輸入一個(gè)8位bcd 2進(jìn)制編碼，然后通過74194與門電路組成的與非門識(shí)別出這7個(gè)鍵值。我的鍵值識(shí)別錢一位都是1.只是變了第二位，他們分別是1，q，a，w，s，2，alt，分別代表音階的1到7.4. 圖4是一個(gè)消抖單元，有一個(gè)74160與一個(gè)DFF門電路組成，輸入的頻率是500MHz，這樣可以避免鍵值識(shí)別時(shí)弄出誤識(shí)別。5. 圖5是用74148組成的編碼模塊，將識(shí)別的鍵值編碼成3位2進(jìn)制數(shù)輸入給數(shù)據(jù)選擇，由其選擇出頻率。6. 圖6是數(shù)據(jù)選擇單元。有一個(gè)74153組成，接收到編碼的數(shù)據(jù)后，可以選擇出輸出的頻率。7. 圖7是由兩個(gè)7

5、4161組成的64位計(jì)數(shù)器。由于之前的分頻是音階的64倍，所以這里用64位計(jì)數(shù)器可以將頻率弄成原頻率。8. 圖8就是rom模塊。分配管腳，組合電路。 圖1 圖2 圖3 圖4 圖5 圖6 圖7(2)硬件部分（焊接）1.利用DA模塊產(chǎn)生正弦波，要求DA精度為8位，輸出電壓范圍是05V；2.利用運(yùn)算放大電路實(shí)現(xiàn)正弦波形的衰減，電壓放大倍數(shù)為0.1倍；其中，Rf=100K R1=10K R=9K RL=10 單位：歐姆3.利用功率放大電路實(shí)現(xiàn)功率的放大，電壓放大倍數(shù)為20倍；4.講部分電路串聯(lián)起來。四 實(shí)驗(yàn)環(huán)境軟件：Quartus II硬件：電烙鐵，焊錫，面包板，LM324，LM386,D/A轉(zhuǎn)換模塊，喇叭，電阻10，10K，100K,9K，10各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器1個(gè)，電容10F3個(gè)，0.047F1個(gè)，200F1個(gè)，0.1F1個(gè)，導(dǎo)線若干。五 實(shí)驗(yàn)過程與分析1 前幾天編程，后兩天焊接。2 在最后一天調(diào)試的時(shí)候沒有得到理想的結(jié)果。電路圖換過幾個(gè)人的成功電路，依舊不好，應(yīng)該是焊接的問題。后來自習(xí)檢查，糾正了幾個(gè)錯(cuò)誤，還是不行。茫茫然，不知道了。3 具體過程見后面的圖片。4六 實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過這次實(shí)驗(yàn)。雖然最后的結(jié)果沒成功，但我我覺得試驗(yàn)的目的達(dá)到了。之前程序的