北邮数电实验：VHDL实现简易电子琴

"北邮数电实验电子琴 (2).pdf 是一份介绍如何使用VHDL硬件描述语言设计简易电子琴的文档。该实验旨在通过编程实现电子琴的音符显示、按键演奏、音调选择及手动/自动演奏等功能。" 在设计课题的任务要求中，基础需求包括以下几点： 1. 使用8×8点阵LED显示电子琴键盘，其中LED的列数对应于音符，例如，第一列代表音符"1"，第二列代表"2"，以此类推，形成视觉上的键盘布局。 2. 按键BTN1至BTN7分别对应"1234567"七个音符，按下按键时，数码管显示对应的音符，点阵上该音符的列熄灭，同时蜂鸣器播放相应频率的声音。按键释放后，一切恢复原状。 3. 通过拨码开关选择高、中、低音，数码管显示当前选择的音域。 4. BTN0按键用于系统复位，恢复初始状态。 提高要求则增加了额外的特性： 1. 添加一个拨码开关，可切换手动演奏和自动演奏模式。在自动演奏模式下，系统能够播放预先设定的乐曲。 2. 提供音符的存储和播放功能，允许用户手动演奏的音符被保存并回放。 在系统设计中，采用自顶向下的方法，将整个电子琴功能分解为多个底层模块，包括： 1. 乐曲自动演奏模块：负责实现自动播放预设乐曲的功能。 2. 分频预置值产生模块：根据音符设置适当的分频系数，以生成不同频率的音频信号，驱动蜂鸣器。 3. 数控分频模块：通过调整分频系数产生所需频率的信号。 4. 数码管显示模块：显示当前选择的音符或音调。 5. 8×8点阵显示模块：显示电子琴键盘的状态，如按键的按下和释放。 通过VHDL语言，这些底层模块可以被高效地集成在顶层文件中，实现电子琴的全部功能。VHDL的使用允许设计者更灵活地描述硬件逻辑，适应高速和复杂的数字系统设计要求。 此外，通过增加一个拨码开关，可以方便地在手动演奏和自动演奏之间切换，增强了电子琴的互动性和娱乐性。这种设计思路不仅满足了基本的实验需求，还展示了数字电子技术在音乐创作中的应用，同时也锻炼了学生的硬件描述语言编程能力。