樂曲演奏電路設(shè)計

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1、西華大學(xué)課程設(shè)計說明書目錄1、EDA技術(shù)發(fā)展及介紹21.1EDA技術(shù)的介紹21.2EDA技術(shù)的發(fā)展21.3EDA技術(shù)的發(fā)展趨勢31.4樂曲演奏簡介32、總體方案設(shè)計42.1設(shè)計內(nèi)容42.2設(shè)計方案比較42.3方案論證52.4方案選擇53、單元模塊設(shè)計53.1穩(wěn)壓電源電路63.2有源晶振電路63.3蜂鳴器73.4七段數(shù)碼顯示電路84、特殊器件的介紹94.1CPLD器件介紹94.2FPGA器件介紹94.3MAX‖EPM240T100C5器件105、最小系統(tǒng)原理116、軟件實現(xiàn)126.1軟件設(shè)計127、系統(tǒng)仿真及調(diào)試127.1仿真187.2調(diào)試208、總結(jié)218.1設(shè)計小結(jié)218.2設(shè)計收獲218.

2、3設(shè)計改進(jìn)218.4致謝219、參考文獻(xiàn)2222西華大學(xué)課程設(shè)計說明書1、EDA技術(shù)發(fā)展及介紹1.1EDA技術(shù)的介紹EDA是電子設(shè)計自動化（ElectronicDesignAutomation）縮寫，是90年代初從CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）、CAM（計算機(jī)輔助制造）、CAT（計算機(jī)輔助測試）和CAE（計算機(jī)輔助工程）的概念發(fā)展而來的。EDA技術(shù)是以計算機(jī)為工具，根據(jù)硬件描述語言HDL（HardwareDescriptionlanguage）完成的設(shè)計文件，自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合及優(yōu)化、布局布線、仿真以及對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯和編程下載等工作。硬件描述語言HDL是相對于一般的計算

3、機(jī)軟件語言，如：C、PASCAL而言的。HDL語言使用與設(shè)計硬件電子系統(tǒng)的計算機(jī)語言，它能描述電子系統(tǒng)的邏輯功能、電路結(jié)構(gòu)和連接方式。設(shè)計者可利用HDL程序來描述所希望的電路系統(tǒng)，規(guī)定器件結(jié)構(gòu)特征和電路的行為方式；然后利用綜合器和適配器將此程序編程能控制FPGA和CPLD內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)相應(yīng)邏輯功能的的門級或更底層的結(jié)構(gòu)網(wǎng)表文件或下載文件。目前，就FPGA/CPLD開發(fā)來說，比較常用和流行的HDL主要有ABEL-HDL、AHDL和VHDL。1.2EDA技術(shù)的發(fā)展可將EDA技術(shù)分為三個階段。（1）七十年代為CAD階段，人們開始用計算機(jī)輔助進(jìn)行IC版圖編輯、PCB布局布線，取代了手工操作，產(chǎn)生了計

4、算機(jī)輔助設(shè)計的概念。（2）八十年代為CAE階段，與CAD相比，除了純粹的圖形繪制功能外，又增加了電路功能設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表將兩者結(jié)合在一起，實現(xiàn)了工程設(shè)計，這就是計算機(jī)輔助工程的概念。CAE的主要功能是：原理圖輸入，邏輯仿真，電路分析，自動布局布線，PCB后分析。（3）22西華大學(xué)課程設(shè)計說明書九十年代為ESDA階段，盡管CAD/CAE技術(shù)取得了巨大的成功，但并沒有把人從繁重的設(shè)計工作中徹底解放出來。在整個設(shè)計過程中，自動化和智能化程度還不高，各種EDA軟件界面千差萬別，學(xué)習(xí)使用困難，并且互不兼容，直接影響到設(shè)計環(huán)節(jié)間的銜接?；谝陨喜蛔悖藗冮_始追求：貫徹整個設(shè)計過程的自

5、動化，這就是ESDA即電子系統(tǒng)設(shè)計自動化。1.3EDA技術(shù)的發(fā)展趨勢目前的EDA產(chǎn)業(yè)正處在一場大變革的前夕，對更低成本、更低功耗的無止境追求和越來越短的產(chǎn)品上市壓力正迫使IC供應(yīng)商提供采用0.13μm或以下的千萬門級的系統(tǒng)芯片，而這些系統(tǒng)芯片的高復(fù)雜性設(shè)計更加依賴于EDA供應(yīng)商提供全新的設(shè)計工具和方法以實現(xiàn)模擬前后端、混合信號和數(shù)字電路的完全整合。然而，這些新的需求為當(dāng)代EDA工具和設(shè)計方法帶來了不少新的挑戰(zhàn)與機(jī)會。例如，如何在工藝上防止模擬電路與數(shù)字電路之間的干擾；現(xiàn)有的大部份EDA工具最多只能處理百萬門級設(shè)計規(guī)模，隨著IC設(shè)計向千萬門級以上規(guī)模發(fā)展，現(xiàn)有EDA工具和方法必須進(jìn)行升級。如何融

6、合各EDA供應(yīng)商的工具，以便向IC設(shè)計界提供更高效能和更方便的RTL-to-GDSII或Conc-ept-to-GDSII整合設(shè)計環(huán)境；為保證深亞微米(0.13μm或以下)和更低內(nèi)核工作電壓(1.8V或以下)時代的信號完整性和設(shè)計時序收斂，必須采用新的設(shè)計方法。半導(dǎo)體工藝的每一次躍升都促使EDA工具改變自己，以適應(yīng)工藝的發(fā)展；反過來EDA工具的進(jìn)步又推動設(shè)計技術(shù)的發(fā)展?？梢哉fEDA工具是IC設(shè)計產(chǎn)業(yè)的背后推手。系統(tǒng)芯片（SOC）正在迅速地進(jìn)入主流產(chǎn)品的行列。由此引發(fā)的“芯片就等于整機(jī)”的現(xiàn)象，將對整個電子產(chǎn)業(yè)形成重大的沖擊。種種跡象表明，整個電子產(chǎn)業(yè)正在醞釀著一場深刻的產(chǎn)業(yè)重組，這將為許多新興

7、的企業(yè)提供進(jìn)入這一行業(yè)的最佳。1.4樂曲演奏簡介樂曲演奏廣泛用于自動答錄裝置、手機(jī)鈴聲、集團(tuán)電話及智能儀器儀表設(shè)備。實現(xiàn)方法有許多種，在眾多的實現(xiàn)方法中，以純硬件完成樂曲演奏，隨著FPGA集成度的提高，價格下降，EDA設(shè)計工具更新?lián)Q代，功能日益普及與流行，使這種方案的應(yīng)用越來越多。PFGA預(yù)裝了很多已構(gòu)造好的參數(shù)化庫單元LPM器件，通過引入支持LPM的EDA軟件工具，設(shè)計者可以設(shè)計出結(jié)構(gòu)獨立而且硅