"本教程详细介绍了如何使用FPGA设计一个具备八音功能的电子琴，支持用户通过键盘输入控制音响并自动演奏预先存储的乐曲。设计内容包括数控分频器和乐曲存储模块，以及具体的顶层模块、自动演奏模块、音调发生器和数控分频模块的设计细节。"
在电子琴设计中，FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）被用作核心处理单元，以实现灵活且高效的音乐播放功能。以下是各模块的详细说明：
1. **顶层模块的设计**：
顶层模块整合了整个电子琴系统的各个部分，包括自动演奏模块（automusic）、音调发生器（tone）和数控分频器（speaker）。同时，它还包含了键盘编码和自动演奏/键盘输入的切换功能。通过设置`auto`信号，用户可以选择自动播放存储的乐曲或通过键盘输入信号来演奏。
2. **自动演奏模块(automusic)**：
这个模块主要用于存储和播放乐曲。它包含一个8位的发声控制输入`index`，当`auto`为"0"时，这个模块会按照存储的8位二进制数播放音乐。通过两个进程，一个是产生4Hz的脉冲作为音乐间隔控制，另一个是存储和读取乐曲数据，从而实现自动演奏功能。
3. **音调发生器(tone)模块**：
音调发生器的主要任务是根据输入的`index`生成对应的音阶分频预置值。当`index`的某一位为高电平时，它会产生相应的音阶频率。例如，如果`index=“00000010”`，则表示按下的是2号键，对应的分频系数是6809，这将控制数控分频器产生对应的音调。同时，`code`输出用于显示音阶对应的简谱数字，`high`信号指示音阶是否高8度。
4. **数控分频模块（speaker）**：
数控分频器接收来自音调发生器的分频预置值，并对4MHz的时基脉冲进行分频，从而生成不同音阶的音频频率。它能够产生1至7个音阶的声音，是实现电子琴声音输出的关键部分。
设计这样一个FPGA电子琴涉及到数字信号处理、音乐理论和嵌入式系统等多个领域的知识。开发者需要了解FPGA编程语言（如VHDL或Verilog），熟悉音阶频率计算，以及如何通过硬件逻辑实现音乐播放功能。通过这样的项目，不仅可以提升FPGA设计技能，还能增强音乐和数字信号处理的理解。
