[毕业设计] 基于FPGA的音乐播放器的设计与实现—歌名显示功能 [复制链接]

资料简介：

毕业设计-基于FPGA的音乐播放器的设计与实现—歌名显示功能，共64页，22542字，附完整程序、开题报告等

摘要

随着微电子技术和计算机技术的不断发展，在设计通信、国防、航天、工业自动化、仪器仪表等领域工作中，EDA技术的含量以惊人的速度上升，从而使它成为当今电子技术发展的前沿之一。基于EDA软件来进行数字电路的设计、模拟和调试，这种硬件软化的实验方法具有容易设计、容易修改和容易实现等优点，可以有效的提高实验效率。采用EDA技术实现电子产品已经渗透到我们的生活中，给人们的生活带来了极大的便利。

本设计在ED2-70板子上实现，并且在Quartus II上利用VHDL语言设计的音乐播放器。播放器利用按键可以使歌曲前进、后退、暂停和播放，可以在LCD显示屏上显示出与播放相对应的歌曲名称，制定LPM-ROM存储音乐数据，本设计选用了三首歌曲作为实例。首先利用VHDL语言进行各个模块的功能实现，再利用顶层文件将各个模块连接起来，在EDA开发工具Quartus II平台下对整体进行模块化分析、编程、综合、仿真及最终下载，完整实现音乐器的播放功能。

关键词：EDA； FPGA；VHDL；DE2-70；Quartus II；音乐播放器；

目录

1 引言 - 5 -

1.2 研究背景 - 5 -

1.3 FPGA概述 - 5 -

1.4 VHDL语言 - 5 -

1.5 开发环境 - 6 -

1.5.1 软件开发环境：Quartus II - 6 -

1.5.2 硬件开发环境：ED2-70实验板 - 9 -

2 音乐播放器的总体设计方案 - 10 -

2.1音乐播放器实现的功能 - 10 -

2.2音乐播放器的设计方案 - 11 -

3 音乐播放器的详细设计 - 12 -

3.1顶层模块 - 12 -

3.2 状态机模块 - 13 -

3.3 按键模块 - 15 -

3.4 地址模块 - 17 -

3.4.1 低位地址模块 - 17 -

3.4.2 总地址模块 - 17 -

3.5 LPM模块 - 18 -

3.6 LCD显示模块 - 20 -

3.7分频模块 - 27 -

3.8 蜂鸣器驱动模块 - 28 -

3.8.1 音符译码电路模块 - 31 -

3.8.2 数控分频模块 - 31 -

3.8.3 乐曲自动演奏模块 - 31 -

3.9 LED模块 - 32 -

4 问题及解决 - 33 -

5 结果 - 34 -

致谢 - 36 -

参考文献 - 37 -

附录 - 38 -

1.专业实习的内容与要求

1)查阅相关资料，确定系统设计方案，并完成功能模块的划分。

2)功能完整的音乐播放器的ＶＨＤＬ设计。

功能：屏幕显示可播放歌曲名单，通过“前进”、“后退”、“确认”按键

进行歌曲选择，并通过蜂鸣器（G25）进行播放。打开开发板以后，屏幕显示

三首歌的歌名，能通过“前进”“后退”“确认”选择想播放的歌曲。放的过

程中，可以通过“上一首”“下一首”“播放”“暂停”进行控制。三首歌，

屏幕能显示歌名，分三行显示。

关键模块的设计：

a:按键检测模块

通常所用的按键都为机械触点开关，由于机械触点存在弹性作用，当按下

按键或松开按键时，都不可避免地要在触点闭合及断开的瞬间产生一连串的键

抖动。其在按键闭合和断开时产生了多个边沿，如果不滤除抖动的话，则在读

取信号的边沿，会引起按键被误读多次，这样就会导致电路的误动作。为了保

证按键电路只有一次正确的响应，则按键消抖电路的使用是必不可少的。

b:数控分频模块

分频是常见的一种处理频率的手段，数字分频器由于没有理论误差，性能

稳定可靠而得到，广泛应用。所谓分频电路，就是将一个给定的频率较高的数

字输入信号，经过适当的处理后，产生一个或数个频率较低的数字输出信号。

分频电路本质上是加法计数器的变种，其计数值由分频常数N=fin/fout决定，其

输出不是一般计数器的计数结果，而是根据分频常数对输出信号的高、低电平

进行控制。

c:电子钟模块

clear信号是当第一首个播放时后，地址会增加，如果切换下一首个的时候

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• 毕业设计-基于FPGA的音乐播放器的设计与实现—歌名显示功能
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