音阶发生器实验报告-5112119025-王一飞.docx

音阶发生器实验报告5112119025 王一飞设计方案和设计过程基础部分：音名与频率的关系：音乐上的十二平均律规定，每两个八度音之间的频率相差一倍。在这两个八度音之间，分成十二个半音，每两个相邻半音的频率比为2^(1/12)。另外还规定，音名A的频率为440Hz。音名B到C之间，E到F之间为半音，其余为全音。这样，可计算得从A到al之间的每个音名的频率为：A：440Hz a:880Hz al:1760HzB：493.88Hz b:987.76HzC∶523.25Hz c:1046.50HzD: 587.33Hz d:1174.66HzE∶659.25Hz e:1318.51HzF∶698.46Hz f:1396.92HzG∶783.99Hz g:1567.98Hz由高频分得低频，采用以下思路：时钟频率4MHz，其周期为1/4M＝0，而音频a1 为1760Hz，其周期远大于4MHz 的周期，而4M/1760=2272。因此，如果设计一个2272 进制的计数器，其时钟输入为4MHz，那其进位信号就是2272Hz。用这样的方法可以产生其它任意频率的信号。a 可由a1 二分频得到。由于频率较高，需加入一个t 触发器。通过将4m的晶频分频，得到不同的频率，在输入到mainplayer模块中，这个模块通过快速扫描，将每个时间对应的信号传给扬声器进行发声。扫描信号用2048Hz分频得到。扩展部分：扩展一：演奏乐曲，乐曲自选。这部分没什么特别，只需自己修改主模块，让其随时间发出自己编写的曲子。扩展二：用数码管实时显示乐曲简谱名称且按下一个按键后，暂停运行。产生不同频率的方法和基础部分一样，用数码管显示比较难，将每个频率对应一个二进制数，传给line模块，产生15个信号，对应15个二进制数，再在select模块分类，每种音阶对应一个二进制数，传给segment模块，其通过选择7个数码管的亮暗显示简谱名称。对于按键后的暂停。先将两种开关通过一个或非门，再通过circle模块，作为clk的使能端。当两个开关没打开时，clk正常走，否则停滞。扩展三：改用点阵来显示音阶名，而不采用简谱。只需将select的输出传给disp模块进行选择，每种输出对应一个点阵，通过这样来显示。顶层图基础部分：扩展部分：Tdf源代码基础部分：subdesignmainplayer(alow,ahigh,a1,blow,bhigh,clow,chigh,dlow,dhigh, elow,ehigh,flow,fhigh,glow,ghigh: input;clk: input;spk: output;)variablecount[4..0]: dff;begincount[].clk=clk;if count[]==h0 then spk=alow; end if;if count[]==h1 then spk=blow; end if;if count[]==h2 then spk=clow; end if;if count[]==h3 then spk=dlow; end if;if count[]==h4 then spk=elow; end if;if count[]==h5 then spk=flow; end if;if count[]==h6 then spk=glow; end if;if count[]==h7 then spk=ahigh; end if;if count[]==h8 then spk=bhigh; end if;if count[]==h9 then spk=chigh; end if;if count[]==ha then spk=dhigh; end if;if count[]==hb then spk=ehigh; end if;if count[]==hc then spk=fhigh; end if;if count[]==hd then spk=ghigh; end if;if count[]==he then spk=a1;count[].d=h0;else count[].d=count[].q+1; end if;end;//循环输出1,2,3,4,5,6….//以下几个是分频subdesignfreqaa( clk: input;freqaa: output;)variablecount[20..0]: dff;begindefaultsfreqaa=gnd;end defaults;count[].clk=clk;if count[]==h8E0 then freqaa=vcc;count[].d=h0;else count[].d=count[].q+1;end if;end;subdesig