FPGA实现的简易电子琴设计与功能验证

"西安邮电大学的一份FPGA课程设计报告，主题是简易电子琴设计及FPGA功能验证。这份报告由学生袁东明在2012年完成，指导教师为黄海生。报告详细介绍了电子琴的设计过程，包括技术规范、设计方案、功能验证、电路设计、硬件测试结果以及课程设计的个人体会。报告中提到了使用QuartusII和Modelsim软件进行设计和仿真，并在DEII开发板上进行硬件实现。" 在电子琴设计中，FPGA（Field-Programmable Gate Array）扮演了核心角色，它是一种可编程逻辑器件，能够根据需求配置为各种数字逻辑电路。在这个项目中，FPGA被用来实现电子琴的各种功能，如按键控制、音乐播放和显示当前曲目。 电子琴的设计任务包括： 1. 设计一个简单的电子琴，内置2到4首简单音调曲。 2. 使用开发板上的按键选择曲目，数码管显示当前演奏的曲目或停止状态。 3. 实现用户可以自主选择曲目，自动播放或停止。 设计的目的旨在提升学生对EDA技术（Electronic Design Automation）的理解，特别是Verilog HDL硬件描述语言的设计技巧。通过这个项目，学生可以： 1. 进一步理解计算机组成原理的理论知识。 2. 掌握Verilog HDL语言，学习FPGA的设计流程。 3. 学习并熟悉Modelsim和QuartusII等工具的使用。 4. 将编程与硬件功能演示结合，加深对Verilog HDL和FPGA的学习。 在实现过程中，使用了QuartusII 7.2作为主要的设计和综合工具，Modelsim 6.1用于前仿真和代码验证。硬件环境包括DEII开发板，配合PC、USB下载线以及电源来完成设计、编程和测试。 设计的方案包括顶层模块设计，按键输入控制模块，控制模块以及LCD驱动模块。每个模块都有相应的源程序，用于实现特定的功能，例如： - 按键输入控制模块负责接收和解析按键信号，根据按键状态触发相应的音调播放。 - 控制模块管理整个电子琴的工作流程，包括曲目选择、播放和停止操作。 - LCD驱动模块则驱动显示屏，实时显示当前的曲目信息。 通过电路设计和功能仿真，验证了设计的正确性，最后进行了硬件测试，确认电子琴在实际硬件上的表现符合预期。在课程设计的心得体会部分，学生可能分享了在项目实施过程中遇到的问题、解决方法以及个人的成长和收获。 这个项目提供了一个实践Verilog HDL语言和FPGA设计的实例，让学生在理论与实践中掌握关键技能。