EDA课程设计自动奏乐器2

eda乐曲硬件演奏电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解EDA乐曲硬件演奏电路的基本原理，掌握电路组成及各部分功能。

2. 学生能够描述常见电子元件在演奏电路中的作用，并运用相关知识分析电路性能。

3. 学生能够掌握编程软件及硬件设计工具，完成简单的EDA乐曲演奏电路设计。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成演奏电路的搭建与调试。

2. 学生能够通过编程软件，编写简单的乐曲程序，实现乐曲演奏。

3. 学生能够运用团队协作能力，共同解决演奏电路设计过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对电子技术和音乐艺术的热爱，提高审美情趣。

2. 学生在学习过程中，养成积极探究、勇于创新的精神，增强实践操作能力。

3. 学生能够认识到科技与艺术的结合在生活中的应用，增强社会责任感和团队合作意识。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合电子技术与音乐艺术，旨在培养学生的动手能力、创新思维和团队协作能力。

学生特点：本年级学生具备一定的电子技术基础知识，对音乐艺术有一定兴趣，好奇心强，善于动手实践。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生积极参与实践操作，鼓励学生创新思维，提高团队协作能力。

同时，关注学生的个体差异，因材施教，确保每位学生都能在课程中收获成长。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识学习：- 电路基础知识：回顾电路的基本概念、原理及电路图的识别。

- 电子元件介绍：学习常用电子元件的原理、功能及在演奏电路中的应用。

- EDA软件使用：介绍编程软件及硬件设计工具的使用方法，如Multisim、Proteus等。

2. 实践操作能力培养：- 电路搭建：学习演奏电路的搭建方法，熟悉各类电子元件的连接方式。

- 程序编写：编写简单的乐曲程序，掌握编程技巧，实现乐曲演奏。

- 调试与优化：对搭建的演奏电路进行调试，找出问题并进行优化。

3. 创新思维与团队协作：- 设计实践：运用所学知识，小组合作完成指定乐曲的演奏电路设计。

eda课程设计简易电子琴一、课程目标知识目标：1. 让学生了解EDA（电子设计自动化）的基本概念，掌握简易电子琴的设计原理；2. 使学生掌握电子琴电路的组成、工作原理和编程方法；3. 帮助学生理解电子琴音调、音量调节的电路实现方式。

技能目标：1. 培养学生运用EDA工具进行电路设计和编程的能力；2. 提高学生动手实践、团队合作和问题解决的能力；3. 让学生学会使用电子琴演奏简单曲目，培养音乐素养。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子设计的兴趣和热情，培养创新精神和实践能力；2. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，养成良好的学习习惯；3. 引导学生关注科技发展，认识电子技术在生活中的应用，增强社会责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，注重培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的物理、数学基础，对新鲜事物充满好奇心，但可能缺乏实际操作经验。

教学要求：结合学生特点，采用任务驱动法，引导学生主动探究、实践，注重理论与实践相结合，提高学生的综合能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 电子元件基本原理：电阻、电容、二极管、三极管等；- 电子琴工作原理：振荡器、分频器、放大器、键盘扫描电路等；- EDA软件使用：原理图绘制、PCB设计、仿真测试等。

2. 实践操作：- 简易电子琴电路搭建：指导学生动手搭建电子琴电路；- EDA软件操作：教授学生使用EDA软件进行原理图绘制和PCB设计；- 编程与调试：教授学生编程方法，对电子琴进行调试。

3. 教学大纲：- 第一周：电子元件基本原理学习；- 第二周：电子琴工作原理学习；- 第三周：EDA软件使用教学；- 第四周：简易电子琴电路搭建与调试；- 第五周：总结与展示，学生进行作品展示，分享心得。

4. 教材章节：- 《电子技术基础》中关于电子元件、电路原理的相关章节；- 《电子设计自动化》中关于EDA软件使用的相关章节；- 《电子琴设计与制作》中关于电子琴工作原理和制作过程的相关章节。

EDA课程设计题目：乐曲硬件演奏电路的VHDL设计专业：通信工程班级：通信082姓名：***学号：**********一、 设计题目：乐曲硬件演奏电路的VHDL 设计二、 设计目标：1）能够播放“梁祝”乐曲。

2）能够通过LED 显示音阶。

3）具有“播放/停止”功能，并在此基础上实现“按键演奏”的电子琴功能。

三、 设计原理：1. 音乐基础知识一段简单乐谱由音调和节拍组成，音调表示一个音符唱多高的频率，节拍表示一个音符唱多长的时间。

音符的节拍我们可以举例来说明。

在一张乐谱中，我们经常会看到这样的表达式，如1=C 44、1=G 43…… 等等。

以43为例加以说明，它表示乐谱中以四分音符为节拍，每一小结有三拍。

比如：图1其中1 、2 为一拍，3、4、5为一拍，6为一拍共三拍。

1 、2的时长为四分音符的一半，即为八分音符长，3、4的时长为八分音符的一半，即为十六分音符长，5的时长为四分音符的一半，即为八分音符长，6的时长为四分音符长。

那么一拍到底该唱多长呢？一般说来，如果乐曲没有特殊说明，一拍的时长大约为400—500ms 。

我们以一拍的时长为400ms为例，则当以四分音符为节拍时，四分音符的时长就为400ms，八分音符的时长就为200ms，十六分音符的时长就为100ms。

2.原理图框图：图2.框图3.原理图说明音乐播放原理说明音符的频率由数控分频器模块Speakera产生。

ToneTaba模块从NoteTabs模块中输入的音符数据，将对应的分频预置数据传送给Speakera模块，并将音符数据送到LED模块显示音阶。

NoteTabs模块中包含有一个音符数据ROM，里面存有歌曲“梁祝”的全部音调，在此模块中设置了一个8位二进制计数器，作为音符数据ROM的地址发生器。

这个计数器的计数频率为4Hz，即每一个数值的停留时间为0.25秒。

例如：“梁祝”乐曲的第一个音符为“3”，此音在逻辑中停留了4个时钟节拍，即1秒钟时间，所对应的“3”音符分频预置数为1036，在Speakera的输入端停留了1秒。

ＥＤＡ课程设计一设计题目：自动奏乐器二二设计要求：1．开机能自动奏一个乐曲，可以反复演奏；2．速度可变。

1 3 1 3 5 6 5 – 6 6 і 6 5 –––6 6 і 6 5 5 3 1 2 2 3 2 1 –––3．附加：显示乐谱。

三设计过程：（一）设计方案：本实验共分变速控制、断音延音、选音、分频和显示五部分。

其中，变速控制部分由biansu模块构成；断音延音部分由模块yuepu1构成；模块yuepu2选出不同的地址输出，yindiao模块实现分频，两者连接得到不同的音调，输出到一个ＴＦＦ，实现占空比为１：１，送出到扬声器发声；显示部分是一个7449译成器，在选音奏乐的同时数码管显示乐谱。

详细实现过程如下：1.实验采用两个时钟信号：93.75kHZ和23.438kHZ，分别用于演奏速度的控制与不同音调的分频。

93.75kHZ用四片74160构成2929进制计数器和1464进制计数器，分别得到32HZ和64HZ的信号，使演奏出快慢两种速度；用23.438kHZ构成八个音频的进制计数器,将输出加到八选一数字选择器,用控制端CBA控制，以便通过分频得到不同的音调。

2.从乐谱开始到结束总共包括32种状态, 且为了实现乐曲能够自动循环播放，采用了32进制加法计数器。

3. 乐谱中的延音与断音用一个八进制计数器与上述的32进制计数器构成，在每八个时钟周期后出现一个脉冲out1，用来控制每个音符的断音。

在32进制计数器计到6时出现out2; 计数器计到12时出现out3; 计数器计到13时出现out4; 计数器计到14时出现out5; 计数器计到28时出现out6; 计数器计到29时出现out7; 计数器计到30时出现out8。

out2－out8均用来控制延音。

（二）设计说明:总图：1.变速模块：有两个输入端，93.75kHZ的信号输入端和变速控制端biansu。

93.75kHZ用四片74160构成2929进制计数器和1464进制计数器，如下图所示，当biansu=1时得到32HZ信号，当biansu=0时，得到64HZ的信号，使演奏出快慢两种速度。

音乐发生器及简单电子琴的eda设计摘要本系统是采用EDA技术设计的一个简易的八音符电子琴和音乐发生器，该系统基于计算机中时钟分频器的原理，采用自顶向下的设计方法来实现，它可以通过按键输入来控制音响。

系统由乐曲自动演奏模块、乐器演示模块琴/乐功能选择模块、音调发生模块和数控分频模块五个部分组成。

系统实现是用硬件描述语言VHDL按模块化方式进行设计，然后进行编程、时序仿真、整合。

本系统功能比较齐全，有一定的使用价值。

关键字电子琴；EDA；VHDL；音调发生；QuartusII；1 引言：1.1设计目的1）利用数控分频器设计一个电子琴硬件电路和音乐发生器2）演奏时可以选择是手演奏（键盘输入）或自动演奏已存入的乐曲，并且能自动重复演奏1.2设计的基本内容运用VHDL语言对简易电子琴的各个模块进行设计，并使用EDA 工具对各模块进行仿真验证。

本设计包含如下三个模块：乐曲自动演奏模块，音调发生模块，数控分频模块，最后把各个模块整合后，通过电路的输入输出对应关系连接起来2.1 EDA技术EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。

利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

现在对EDA的概念或范畴用得很宽。

包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。

目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。

例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。

本文所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。

2.2 硬件描述语言——VHDL2.2.1 VHDL的简介VHDL的英文全名是Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language,诞生于1982年。

eda电子琴课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握EDA电子琴的基本结构和工作原理；2. 学生能够运用电子琴演奏简单的旋律，并识别不同音符的音高和时值；3. 学生能够了解并运用基本的音乐理论知识，如音阶、和弦等；4. 学生掌握音乐创作的基本方法，能够创作简单的电子琴曲目。

技能目标：1. 学生能够熟练操作EDA电子琴，进行基本演奏；2. 学生能够运用所学音乐理论知识，进行简单的曲目分析和创作；3. 学生能够在团队合作中，与他人共同演奏和创作音乐作品；4. 学生能够运用电子琴进行即兴演奏，提高音乐表现力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对音乐的热爱，提高音乐素养，树立正确的审美观念；2. 学生在学习和创作过程中，培养创新精神和实践能力；3. 学生通过团队合作，培养协作精神和沟通能力；4. 学生通过音乐学习，增强自信，勇于展示自我。

本课程针对小学四年级学生，结合电子琴教学实际，以趣味性和实用性为导向，注重培养学生的动手操作能力、音乐素养和团队协作精神。

通过本课程的学习，使学生能够在轻松愉快的氛围中掌握电子琴演奏技巧，提高音乐创作能力，激发学生对音乐的热爱和兴趣。

同时，课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 电子琴基础知识：介绍EDA电子琴的结构、功能键及操作方法，使学生了解电子琴的基本构成和演奏方式。

- 教材章节：第一章 电子琴概述- 内容列举：电子琴结构、功能键、演奏操作2. 音乐理论基础：学习基本的音乐符号、音阶、和弦等知识，为演奏和创作打下基础。

- 教材章节：第二章 音乐理论基础- 内容列举：五线谱、音符、音阶、和弦3. 电子琴演奏技巧：教授基本演奏技巧，如指法、音色选择、节奏控制等，提高学生的演奏能力。

- 教材章节：第三章 电子琴演奏技巧- 内容列举：指法、音色、节奏、动态4. 简单曲目演奏：选取适合学生程度的曲目，指导学生进行演奏练习，巩固所学知识。

《EDA技术实用教程》课程设计课程设计报告课题： EDA电子琴课程名称： EDA技术实用教程学院名称：物理电气信息学院班级： 2011级通信工程（1）班学生姓名：安昱学号： 12011243986 指导教师：杨泽林2013年12月26日EDA技术实用教程课程设计EDA电子琴摘要：本课程设计主要采用EDA技术设计一个简易的八音符电子琴，它可通过按键输入来控制音响从而演奏出已存入的乐曲。

在课程设计中，系统开发平台为Windows XP，程序设计采用VHDL语言，程序运行平台为Quartus II。

然后编写程序实现电子琴的各项功能，使不同的音阶对应不同频率的正弦波，按下不同的键时发出对应频率的声音。

程序通过调试运行，时序仿真，电路功能验证，顺利地实现了设计目标。

关键词：电子琴；EDA；VHDL；音阶；频率1、引言随着信息科学的进步，现代电子产品的性能越来越高，复杂度越来越大，更新步伐也越来越快，电子技术的发展进入了划时代的阶段。

其中电子技术的核心便是电子设计自动化EDA（Electronic Design Automatic）技术。

EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而开发出的电子CAD 通用软件包，它根据硬件描述语言VHDL完成的设计文件，自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线及仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

本课程设计就是采用EDA技术描述语言VHDL编程实现简易电子琴的各项功能，是EDA技术应用于实际的一个很好的例子。

1.1 课程设计目的本课程设计主要是基于VHDL文本输入法设计乐曲演奏电路，该系统基于计算机中时钟分频器的原理，采用自顶向下的设计方法来实现，通过按键输入来控制音响或者自动演奏已存入的歌曲。

系统由乐曲自动演奏模块、音调发生模块和数控分频模块三个部分组成。

系统实现是用硬件描述语言VHDL按模块化方式进行设计，然后进行编程、时序仿真、电路功能验证，奏出美妙的乐曲。

EDA课程设计音乐演奏一、教学目标本课程旨在通过EDA（电子设计自动化）技术的学习，使学生掌握音乐演奏的基本原理和技巧，培养学生的创新意识和实践能力。

具体目标如下：知识目标：使学生了解音乐演奏的基本知识，包括音乐理论、演奏技巧等；掌握EDA技术的基本原理和应用。

技能目标：培养学生能够运用EDA技术进行音乐创作和演奏的能力；提高学生的音乐表现力和演奏技巧。

情感态度价值观目标：培养学生对音乐的热爱和尊重，培养学生的创新意识和团队合作精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括音乐演奏的基本原理、EDA技术的基本原理和应用、音乐创作和演奏技巧等。

具体安排如下：第一章：音乐演奏概述1.1 音乐理论和演奏技巧1.2 音乐演奏的生理和心理基础第二章：EDA技术的基本原理2.1 EDA技术的发展和应用2.2 EDA工具的使用和操作第三章：音乐创作和演奏技巧3.1 音乐的创作方法和过程3.2 演奏技巧的训练和提高第四章：音乐演奏实践4.1 集体演奏和合作4.2 个人演奏和创作展示三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。

通过多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性，提高学生的学习效果。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。

教材选用权威、实用的专业教材，参考书选择与课程内容相关的学术著作和案例集，多媒体资料包括音乐演奏视频、图片等，实验设备包括计算机、音响等。

教学资源的选择和准备应能够支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多种形式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。

具体评估方式如下：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性。

2.作业：布置相关的音乐演奏练习和EDA技术任务，评估学生的实践能力和掌握程度。

3.考试：包括期中考试和期末考试，以闭卷形式进行，评估学生对音乐演奏和EDA技术的理论知识掌握。

《电子技术基础Ⅲ》项目设计报告课程名称任课教师设计题目乐曲硬件演奏电路设计班级姓名学号成绩日期一、题目分析1.设计要求利用FPGA，设计一硬件乐曲硬件演奏电路，能够利用硬件电路，自动播放音乐。

2.题目分析乐曲是由一连串的音符组成，而每个音符的发音频率值及其持续时间是乐曲能连续演奏所需的两个基本因素。

所以，设计音乐发生电路，需要得到相应音符的频率值，及其持续时间。

如果能够得到这两个基本元素，利用程序来控制FPGA 某个引脚输出一定频率的矩形波，接上扬声器就能发出相应频率的声音。

所以，获取这两个要素是本实验的关键。

（1）频率值频率的高低决定了音调的高低。

由于乐曲都是由一连串的音符组成，因此按照乐曲的乐谱，依次输出这些音符相对应的频率，就可以在蜂鸣器上连续地发出各个音符的音调。

简谱的音名与频率的关系如下表：表1 简谱中的音名与频率的关系（2）时长这次设计中所演奏的乐曲的最短的音符为四分音符，如果将全音符的持续时间设为1s的话，那么一拍所应该持续的时间为0.25秒，则只需要再提供一个4Hz 的时钟频率即可产生四分音符的时长。

系统工作时就按4Hz的频率依次读取简谱，当系统读到某个音符的简谱时就对应发这个音符的音调，持续时间为0.25秒，如果在曲谱文件中某个音符为三拍音长，只要将该音符连续书写三遍，系统读乐曲文件的时候就会连续读到三次，也就会发三个0.25秒的音长，这时我们听上去就会持续了三拍的时间，这样就可以控制音乐的音长了。

二、设计方案1.顶层实体描述音乐播放器，是能够演奏一曲完整的乐曲，在外部时钟的作用下，产生相应频率的方波信号，即在乐曲中对应相应的音符。

并且信号要持续一定的时间，即对应乐曲中的节拍。

得到了音调和节拍后，就可以组成相应的乐曲了。

2.模块划分采用“自顶向下”的设计方法，将音乐播放器模块主要划分为地址发生模块、数控分频模块、music模块和预置数模块。

(1)地址发生模块：增地址计数器，用于产生地址数。

郑州航空工业管理学院《EDA技术及应用》课程设计报告届通信工程专业班级题目：电子琴与自动演奏学号：姓名：同组人：指导老师：2013年07月07日1 课程设计要求硬件电子琴设计设计要求：（1）按下KEY1~KEY7 分别表示中音的DO、 RE 、 ME、 FA、 SOL、 LA、 SI.（2）按住KEY8同时按KEY1~KEY7 分别表示高音的DO、 RE 、 ME、 FA、SOL、 LA、 SI；（3）按下相应的键有对应LED灯指示；其他要求：（1）晶振为12 MHz.，采用CPLD 器件为ALTERA 的EPM7064AEL144-7N。

乐曲自动演奏机设计要求：（1）可以在电路上能自动演奏乐曲，在这里我们采用的是贝多芬的《欢乐颂》；（2）有相应的LED灯指示高低音；其他要求：（1）晶振为12 MHz；（2）采用CPLD 器件，为ALTERA 的EPM7064AEL144-7N。

硬件电子琴设计+乐曲自动演奏机最初我们选择的设计是电子琴，但是由于电子琴的设计较为基础，因此我们对电子琴的设计进行了改进，将其与乐曲自动演奏相结合，要求如下：设计要求：（1）按下KEY1—KEY7 分别表示中音的DO、 RE 、 ME、 FA、 SOL、 LA、SI；（2）对于电子琴，按下相应的键有对应LED灯指示；（3）可以在电路上能自动演奏乐曲，在这里我们采用的是贝多芬的《欢乐颂》，且有相应的LED灯指示高低音；（4）能实现电子琴和乐曲自动演奏功能的切换。

其他要求：（1）晶振为12 MHz；（2）采用CPLD 器件为ALTERA 的EPM7064AEL144-7N。

2 整体规划设计分析根据设计要求，由于乐曲自动演奏机和硬件电子琴的设计已经存在，我们对已有的设计进行修改，形成两个不同功能的模块，然后采用元件例化，拼接两个模块，同时附加一个选择功能模块，以实现乐曲自动演机和硬件电子琴两个功能。

硬件电子琴分析对于硬件电子琴，参考了实验时使用的程序，已经达到的要求有：（1）按下key1~key7 分别表示中音的DO、 RE 、 ME、 FA、 SOL、 LA、 S；（2）按下相应的键有对应LED灯指示。