数电实验课设：基于basys3的键盘电子琴

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一、课程设计要求概述

1.课程设计基本功能

本课程设计实现基于basys3的键盘电子琴，基本功能要求如下。

（1）使用PS2接口键盘作为输入识别三音阶21键；

（2）配合PMOD AMP2模块输出不同音频；

（3）可以实现音乐演奏。

2.课程设计扩展功能

在实现基本功能的基础上，本课程设计对键盘电子琴的功能进行了扩展，扩展功能如下。

（1）增加跑马灯的效果让跑马灯随按键的变化而改变；

（2）增加数码管显示效果让数码管显示对应音符及音阶高低；

（3）增加录音效果；

（4）增加自动播放音乐效果。

五、关键模块设计与实现

1.接收外界信号模块

（1）通过片选信号控制有限状态机的3种状态，自动播放模式，键盘输入模式和回放模式；

（2）使用移位寄存器捕捉时钟线下降沿，下降沿触发键盘信号接收与处理。每帧Data有11位数据，使用计数器保存当前接受了几位数据，第一位为开始位，2至9位接受数据，第10位为奇偶校验位，本次不作处理。当遇到第11位断码时，一组数据接收完毕，计数器清零。接收到第0位开始码时，标识当前有键被按下；

（3）歌曲的储存以储存对应的键盘码的方式实现，位于自动播放模式时，通过片选信号控制播放的歌曲，将储存的键盘码读出，0001为第一首歌曲，0011为第二首歌曲；

（4）片选信号高2位为01时开启录音功能，为11时回放录音。

图5.1 有限状态机示意图

图5.2 用移位寄存器捕捉时钟下降沿

图5.3 处理键盘输入数据

......

图* 数码管显示仿真

图* 测试结果

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