使用FPGA实现电子琴设计的论文

　　介绍了基于FPGA 的电子琴的工作原理和设计过程。用Altera 公司的EP2C8Q208C8N 芯片为核心器件，通过运用硬件编程语言VHDL 描述，在Quartus II 平台上，实现了电子琴的手动弹奏和自动演奏功能。本系统主要由音频发生模块，键盘控制模块和存储器模块组成。选择手动弹奏模式按键时，按下音符键后就会选通相应的频率输出；选择自动演奏模式按键时，储存器会将编写好的音乐信息依次取出，去选通各个对应的频率输出，实现自动演奏。音频发生器由分频器来实现，可产生16 个频率，这些频率经放大后驱动喇叭，从而发出声音。

　　电子琴作为音乐与科技的产物， 在电子化和信息化的时代， 为音乐的大众化做出了很大的贡献， 歌曲的制作大多数都要由电子琴来完成， 然后通过媒介流传开来， 电视剧和电影的插曲、电视节目音效、甚至你的手机铃声，都很可能包含电子琴的身影。

　　随着电子技术的高速发展， 由于FPGA/CPLD 具有高速、高可靠性、串并行工作方式等突出优点，所以在电子设计中受到广泛的应用，并且它代表着未来EDA 设计的方向。FPGA/CPLD 的设计采用了高级语言， 例如VHDL 语言， AHDL 语言。从而进一步打破了软硬件之间的界限， 加速了产品的开发过程， 缩短了设计周期。所以采用FPGA/CPLD 取代传统的标准集成电路、接口电路已经成为电子技术发展的必然趋势。

　　EDA （电子设计自动化） 代表了当今电子设计技术的最新发展方向，它的基本特征是：设计人员按照“自顶向下” 的设计方法， 对整个系统进行方案设计和功能划分， 系统的关键电路用一片或几片集成电路（ FPGA/CPLD） 实现。

　　电子琴是数字电路中的一个典型应用。在实际的硬件设计中用到的器件非常多， 连线比较复杂，同时会产生比较大的延时，从而造成测量误差较大，可靠性不好。以EDA 工具作为开发手段，运用VHDL 硬件描述语言将使整个系统大大简化，提高了电子琴整体的性能和可靠性。