基于FPGA的可选择不同频率的音频发生器设计方案.docx

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1、基于FPGA的可选择不同频率的音频发生器设计方案型近技术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。对于传统的电子设计是一种突破和变革，一种“自上而下”的设计理念让电路的设计变得相对简单而且高效。本文采用A1teraCyc1oneI系列FPGA实现可选择音频发生器，以实现声乐中的几种不同频率的声音。声音的产生是由于发声物体以一定的频率振动，带动周围的空气振动，使动耳朵内的听小骨一起振动，这些振动被转换为微弱的电子脑波，它就使我们觉察到了声音。不同的发声物体（声源）音色不同。声源振动的快慢不一样即产生的频率不一样，故有高音、低音

2、、中高音、中低音等区分。由于声源振动的幅度大小不一样，所以我们听到的声音有大小的区分。本文主要通过对输入的时鲤频率按不同的分频比进行分频，以达到产生不同频率的声音。1音频发生器基本原理及顶层设计音频发生是基于声音的发生原理，利用外部晶振输入固定的频率（12MHZ）,由内部进行不同的分频得到，由于从数控分频器出来的信号是脉冲极窄的脉冲信号，为了能有效的驱动扬声器，需要外加一个D触发器以便于均衡占空比，这样出来的信号的频率就只有原信号的一半（6MHz）0本音频发生器主要实现两个功能，通过按键选择。功能一可以通过按键让喇叭发出不同频率的声音，功能二可以预播放预设置的音频。2底层模块设计图1音频发生器

3、顶层各模块连接图2.1按键模块由于本模块可以实现13个不同的音调（7个低音，6个高音），所以在按键模块有13个拨码开关输入，采用编码的方式把13中不同的编码转换为4为的数据输出。为了同步于自动播放的模块，本模块与自动模块采用同一时钟信号（8Hz）,以上升沿触发的形式触发得到按键的输入。2. 2信号选择模块由于本模块可以实现自动播放于手动输入音调的功能，为此为了能实现单一的信号输入，必须在音频信号处理之前对输入的信号给予选择。此模块有三个信号输入，一个信号选择短，两个输入信号。还有一个信号输出端，对于选中的信号直接输出。2.3自动信号产生模块由于本模块可以实现自动播放内置歌曲的功能，所以必须要有

4、一个模块来产生播放信号，此模块由8Hz时钟输入，以计时器的方式产生4位的信号输出。2.4译码模块此模块的输入由选择器的输出的得，由于选择的输出是4位数据，所以需要由此模块进行译码以判断输出的高音/低音，也便把输入的数据输出显示，并且的到分频比以便于用于下一模块的分频。2.5分频模块此模块有输入12MHz时钟频率，由输入的4位总线型数据控制对IHZ的信号进行不同比例的分频，然后经D触发器进行脉冲展宽，使扬声器有足够的功率发音。如：将PreC1K为C1K的16分频DivideC1K:PROCESS(e1k)VARIAB1ECount4:STD1OGICVECTOR(3DOWNTO0);BEGINPreC1K11THENPreC1K图2技灌校块仿1经过仿真,证实系统方案可行。