2024年2月4日发(作者：)

基于fpga的毕业设计题目

FPGA全称为Field-Programmable Gate Array，是一种基于实现了数百万个门电路的可编程逻辑器件，可用于实现各种数字电路功能。FPGA对于毕业设计来说是一种非常优秀的选择，笔者将在下面的文章中介绍一种基于FPGA的毕业设计题目，并分步骤阐述其实现过程。

题目：基于FPGA的音乐舞台灯光控制器

设计思路：

1. 功能设计：本设计的主要功能是通过FPGA控制LED灯光的颜色、亮度和闪烁效果，同时控制舞台上与音乐的节拍相同的灯光变化。因此，该设计需要实现音频采集、音乐分析、音乐控制灯光、舞台灯光控制等多种功能。

2. 硬件设计：本设计需要FPGA、音频采集模块、灯光控制模块等硬件部分。其中，音频采集模块使用声卡购买或自行制作，灯光控制模块可以使用MOS管或者二极管。FPGA需要选择性价比高的型号，同时需要考虑IO口资源的数量，以便控制舞台上的灯光。

3. 软件设计：软件部分需要进行音频采集、音乐分析、灯光控制数据的处理和传输等方面的编程设计。软件设计中需要选择选用VHDL或Verilog进行FPGA的开发与调试，使用相关的软件工具进行音乐分析的预处理与处理，使用Verilog-HDL的设计软件Quartus进行核心程序的实现。

具体实现：

1. 音频采集部分：如前所述，可以通过声卡购买或自行制作。采集到音频信号后，将其从声卡中解码出数字信号，并通过DSP的处理，提取出所需要的信号数据，如采样率，频率等。

2. 音乐分析：在采集完音频信号后，需要进行预处理。理论上，音乐的频谱在FFT变换后得到会随时间在一个平面内移动。因此，可以在FFT之后得到一个时间和频率坐标系的数据。然后再选择想要控制的频率区间，提取信号数据，如频率、振幅等作为控制灯光的参考

源。

3. 灯光控制：基于分析得到的音乐信号，将其作为变化引擎进行舞台灯光的控制。将选定的信号参考源输入到SPİ输出，连接到控制器的输入通道，对应输出通道连接的相应亮度与闪烁相应的MOS管。根据需要，可以在FPGA芯片中调整SPİ的输出信号以控制舞台上的灯光精度。

4. 舞台灯光控制：将由FPGA控制的灯光的控制数据发送到摇杆中，通过摇杆来控制各灯光的颜色及亮度的调整和切换，切换和灯光控制进行联动。

5. 系统调试：完成硬件和软件的设计后，需要进行系统调试。首先将开发好的程序用下载器烧录到FPGA芯片中。然后在实际的舞台环境下测试系统的各项功能是否正常，同时进行系统稳定性的考验。如果出现问题，需要及时调查问题所在，进行调整。

总结：

本文对基于FPGA的音乐舞台灯光控制器进行详细介绍，介绍了设计的主要功能、硬件设备以及软件部分，具体实现过程以及系统调试。通过本文的介绍，相信大家对如何进行基于FPGA的毕业设计有了更深刻的了解。