数字电路与逻辑设计实验报告--音乐播放器.docx

PAGE 8 - 数字电路与逻辑设计实验报告 实验课题：简易乐曲播放器 学院： 班级： 姓名： 学号： 班内序号： 一、设计课题要求2 二、设计思路和总体框图2 三、分块电路设计 4 四、仿真波形6 五、源程序7 六、功能说明20 七、所用元器件情况20 八、故障及问题分析21 九、总结和结论22 十、参考文献22 一 设计课题的任务要求 设计制作一个简易乐曲播放器: 1. 播放器内预存3 首乐曲； 2. 播放模式：顺序播放、随机播放，并用数码管或LED 显示当前播放模式； 顺序播放：按内部给定的顺序依次播放3 首乐曲； 随机播放：随机产生一个顺序播放3 首乐曲； 3. 用数码管显示当前播放乐曲的顺序号； 4. 设置开始/暂停键，乐曲播放过程中按该键则暂停播放，再按则继续播放； 5. 设置Next 和Previous 键，按Next 键可以听下一首，按Previous 键回到本首开始； 6. 选做：用户可以自行设定播放顺序，设置完成后，播放器按该顺序依次播放乐曲； 7. 选做：自拟其它功能。 二 设计思路和总体框图 设计思路： 组成乐曲的每个音符的发音频率值及其持续的时间是乐曲能连续演奏所需的2个基本要素。 乐曲的12平均律规定：每2个八度音之间的频率相差1倍。在2个八度音之间，又可分为12个半音，每两个半音的频率比为2开12次方。另外，音符A（简谱中的低音6）的频率为440Hz，音符B到C之间、E到F之间为半音，其余为全音。由此可以计算出简谱中从低音1至高音1之间每个音符的频率，如下表所示。 产生各音符所需的频率可用分频器实现。本次实验使用的是MAXⅡ实验板，时钟频率为50MHz，计算出各个音符对应的分频系数，进行50%占空比的分频，即可得到各音符对应的频率。 对于节拍，如果将一拍的长度定为1秒，则1/4拍的时间为1/4秒，为其提供一个4Hz的时钟频率即可产生出1/4拍的效果了。若需要半拍，只需将该音符记录两次就可以了。产生节拍时钟也用分频器实现，本次实验中时钟频率为5Hz。 总体框图： 音乐播 音 乐 播 放 音调 分频器 50MHz 时钟 顺序播放 顺序播放 节拍分频器 节拍 分频器 随机播放 随机播放 暂停 暂停/播放 状态判断 状态判断 本首重放 本首重放 下一首 下一首 单曲循环 单曲循环 上一首 上一首 图1：简易乐曲播放器总体结构框图 seq seq pau =10 随机播放顺序播放 随机播放 顺序播放 00 00 0001 00 01 0 01 1 10 暂停 暂停 图2：状态转移图1 在顺序播放和随机播放模式下，有四种功能，如下图： ne pre pr ne pre pr rep=0001 上一首 单曲循环 0100 01000100 00011000 0010 0100000110000010 0100 0001 1000 0010 1000 1000 回到本首开始下一首 回到本首开始 下一首 0010 0010 图3：状态转移图2 流程图： 开始 开始 顺序播放数码管显示 顺序播放 数码管显示曲目序号 N N 是否随机播放？ 是否随机播放？ Y Y 随机播放 随机播放 判断按键 判断按键 previouspresent previous present nextrepeatpause next repeat pause 上一首单曲循环下一首 上一首 单曲循环 下 一 首 回到 本首 开始 暂停 or 播放 图4：简易音乐播放器流程图 三 分块电路设计 二分频高1 二分频 高1 四分频中1tune1 四分频 中1 tune1 八分频低1 八分频 低1 二分频高2 二分频 高2 四分频中2tune2 四分频 中2 tune2 八分频低2 八分频 低2 二分频高3 二分频 高3 四分频中3tune3 四分频 中3 tune3 八分频低3 八分频 低3 二分频高 二分频 高4 分频四分频50MHz中4 分频 四分频 50MHz 中4 tune4 八分频低 八分频 低4 二分频高5 二分频 高5 四分频中5tune5 四分频 中5 tune5 八分频低5 八分频 低5 二分频高 二分频 高6 四分频中6 四分频 中6 tune6 八分频低 八分频 低6 二分频高 二分频 高7 四分频中7 四分频 中7 tune7 八分频低 八分频 低7 图3—音调分频器 四 仿真波形 分频部分： 上图为分频部分程序的波形图，从图中可看出高中低音的频率分别呈2倍关系，例如高1的频率为中1频率的2倍，中1频率的2倍为低1的二倍。 整个程序： presentprevious present previous pause pause repeatpausenext repeat pau