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毕业论丈G殳计）开题报告题目：基于FPGA的电子琴设计姓名：院：机电工程学院专业：农业电气化与自动化班级：2012级02班学号：20122指导教师： 2015 年 11 月 26 0一、 选题依据（拟开展研究项目的研究目的、意义等）目的：电子琴以其音色丰富，节奏多样，表现力强，演奏方法较易掌握等 特点，受到人们的喜欢当今，学习电了琴已经成为陶冶青少年音乐索养，普及音乐知识，开发智 力的一种不二选择一些有音乐天赋的孩子通过学习电子琴，可能踏进音乐圣 殿的大门，从此走上艺术之路，成为有成就的音乐家而大多数孩子学习电子 琴的意义，在于提高他们对音乐的兴趣，从而活跃他们的思维，丰富他们的想 象力，培养他们的审美能力，促进他们的智力发展电子琴的发明很大程度上 推动了流行音乐的发展;当代音乐离不开电子琴意义：（1） 电子琴可以丰富青少年的课外牛活，培养高雅情趣，培养对咅乐的感知能力2） 该设计能够促进家长和孩子之间的交流，使亲子关系更加融洽（3） 电子琴是当今音乐必不可少的乐器之一，以其价格低，容易弹奏等特点得到广泛推广（4） 电子琴可以丰富人们的牛活，让牛活更加多姿多彩二、 国内外同类研究或同类设计的概况综述（在充分收集研究主题相 关资料的基础上，分析国内外研究现状，捉出问题，找到研究主题 的切入点，附主要参考文献）电子琴最早由美国人发明，由日本人牛产并发展开来，技术较为成熟。

国 内对于电子琴的使用，已经比较普及，应用于口常牛活中，使用较为广泛国外电子琴设计一般采用集成电路，配置声音记忆存储器用于存放各类 乐器的真实声音波形并在演奏的时候输出常用的电子琴有编曲键盘（IH带伴 奏）和合成器（无口动伴奏）两大类国内FPGA电子琴一般包含四个模块，分别是控制输入电路、FPGA、显示 电路和扬声器电路其• I* FPGA模块的设计是整个电子琴系统设计的核心内容 四个模块的有机组合完成了电子琴自动演奏的功能程序通过输入电路输入到 FPGA中，然后通过分频器分解成不同频率的信号输送到放大器，放大器将信 号放大，推动扬声器发出声音国内和国外的电子琴都可以实现演奏功能，电子琴初学者使用的电子琴一 般为61键，各琴行中这种电子琴占多数此外还有76键，烫键不等的电子琴 不同的键能够发出不同音调的乐音而且一般电子琴都具有区分不同音色的功 能，可以发岀钢琴，小提琴，或者吉他等乐器的音色提出问题：（1） 怎样使用FPGA编程实现电子琴的功能？（2） 怎么才能使电子琴实现播放预存歌曲？（3） 怎么才能让电子琴发岀不同音调的乐音？从电子琴的基本编程切入，采用可编程逻辑器件（FPGA）制作，将所有器 件集成在一块芯片丄，大大减小了电子琴的体积，用VHDL编程更加方便 快捷，而且易于进行功能扩展，并可调试仿真，制作吋间大大缩短。

同时 制作出扬声器模块，让电子琴可以使提出的问题实现参考文献(1) 任爱锋/初秀琴•基于FPGA的嵌入式系统设计•西安：西安电子科大・ 2007-9(2) 潘松/黄继业.EDA技术实用教程.北京：科学出版社.2013(3) 孟宪兀.可编程ASIC数字集成系统.北京：电子工业出版社，1998(4) 葛亚明.零基础学FPGA.北京：机械工业出版社，2010(5) 原魁.基于FPGA的嵌入式图像处理系统设计.北京：屯子工业出版社(6) 曹曼.基于FPGA的电子琴设计［期刊论文］.科技传播,2012,(5)(7) 付莉.基于FPGA音乐播放器设计［期刊论文］•河南科技,2013,(21)(8) 潘汉怀，安雪娥.EDA技术与应用教学改革初探［期刊论文］.科技信 息,2009,(5)(9) 张卿•基于FPGA的音乐演奏电路及电子琴的设计［期刊论文］.现代经 济信息,2009,(16)(10) 高文华，刘相龙,崔丽娟，冯浩楠.音乐发牛器的FPGA设计与仿真［期刊 论文］.电声技术,2013,37(3)(11) 沃恩贝茨，乔纳森罗斯.一-种新的包装，布局和布线工具的FPGA研 究.多伦多大学(12) 肯尼斯大卫查普曼.适合快速整数乘法器在FPGA的EDN杂志，第80 页，1994 年 5 月 12 FI三、研究方案 研究内容：基于FPGA的电子琴设计研究目标:使用FPGA芯片，使芯片能够根据按下的按键发出相应的声音，并能发出高中 低音，能够实现不同音色的发牛，能够录放音 研究方法：先设计一个小型模拟系统，进行模拟演示，使其能够达到预期H标。

最后 再通过技术实际化，投入到实际牛产牛活中技术路线：确定设计思路f选择合适的设计方法f进行软件和硬件的设计 f系统调试f将系统理论化f应用于具体实践中解决的问题：(1) 使得设计出的电子琴能够播放预存音乐(2) 用按键控制芯片使得喇叭能发出七音符(3) 使得电子琴可以发出不同音调的乐音(4) 使得电子琴可以发岀不同音色(5) 让电子琴可以切换播放不同音乐四、进程计划（各研究环节的吋间安排、实施进度、完成程度等）2015年12月初至2016年2月底:查找相关资料,做好知识储备2016年3月初至4月初：进一步调查和收集资料，理清思路，购买设计所 需的元器件，做好试验的前期准备工作2016年4月初至5月中旬：进行系统软件与硬件的设计，完成后充分调试 电路，达到预期要求2016年5月中旬至5月底：进行数据处理，做好收尾工作，完善论文，请 指导老师查阅2016年6月上旬：进一步完善论文，进行答辩五、导师评语。