随着现代科学技术的迅速发展,电子电路在国民经济各个领域得到极为广泛的应用,琳琅满目的电子产品进入千家万户,一些由声音处理单元(APU)、中央处理器(CPU)和图像控制器(PPU)组成的娱乐、学习设备日渐普遍。目前,此类产品的设计主要来自国外,国内未见报道。国内关于声音方面的研究主要为语音的采集、编码及处理,语音集成电路则为具有单个功能的单通道音效电路。针对消费性电子产品对声音处理单元APU(Audio Process Unit)的需要,本文设计了一个5通道的可编程声音发生器PSG(Programmable Sound Generator),5通道的可编程声音发生器可提供4个模拟声道和1个PCM(Pulse Code Modulation)数字通道,4个模拟声道用来产生音乐和模拟声,可同时产生高频乐音,低频乐音;PCM数字通道可以播放增量脉冲编码调制方式编码的语音信号,通过对其简单“编程”,音乐通道还具有振幅、频率可自动调整,方波占空比可以设定,声道定时关闭等多种特性。语音通道可以设定语音数据所在内存的初始地址,语音长度,采样率及播放方式等。同时该PSG可以与8位CPU相结合,组成带微处理器的多通道语音芯片;语音数据可以根据需要做成插拔的方式以便更换播放内容,从而可以播放各种各样的声音。在电路结构上,本文设计的PSG五个通道之间是并行的,每个端口寄存器都分配有自己的地址,其参数的设置不会影响其他通道。另外,系统的设计采用了异步时序,故减少了芯片的金属连线,减小了芯片面积,降低了产品的生产成本。论文对所设计的PSG进行了功能仿真,并将该PSG用于家庭娱乐和学习系统中,对其进行了FPGA验证,应用测试结果表明其性能达到设计要求。