电子技术试验之音乐播放器实验报告.pdf

电子技术试验之音乐播放器实验报告 一、实验目的 1、熟练使用MAX+PLUSII 软件平台。 2、了解音阶发生原理，学会用硬件描述语言（AHDL ）建立音阶发生器模块，并最终编成乐曲，使 其可以播放乐曲。 3、下载到JDEE-10 试验箱上进行调试和验证音乐播放器的功能。 二、预期功能 1、播放一首乐曲。 2、用任意微动开关的按动来控制音乐的播放与停止。 3、数码管两位显示正在播放的音符简谱。 4、点阵模拟五线谱，用十字灯标出正在播放的音符在音阶中的位置。 三、方案设计 顶层设计图： 模块说明： FREQ** ：不同的音高发生器 FREQDIVIDER ：将高音一分为二产生低音的分频器 KEYFORSTOP+stopsign ：控制音乐播放与停止的输入端，stopsign 为计数器，输出停止与播放的 信号 counter1 ：作为音乐节奏的分频器 NEW_WORLD ：乐曲播放器，曲名为《来自新世界》ED2 7SEGMENT：数码管控制器，输出显示简谱与高低音 counter_disp+DISP ：点阵控制器及其输入的扫描时钟信号分频器 下面将介绍以上模块的具体实现及功能。 1、分频 ①音频分频 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，每两个相领半音的频率比为 12√2 。另外还规定，音名A （简谱低音6 ）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，可计算得从低音 5 到高音 3 之间的每个音名的频率为：（*l 表示低音，*h 表示高音） gl ∶783.99Hz g:1567.98Hz al:880Hz a:1760Hz bl:987.76Hz b: 1975.53Hz-2024.77 c:1046.50Hz ch:2093Hz- 1911.13 d:1174.66Hz dh:2349.32Hz- 1702.62 e:1318.51Hz eh:2637.02Hz- 1516.86 f:1396.92Hz 这些低频信号由高频信号经过分频而得，时钟频率 4MHz ，而音频ah 为 1760Hz，则 4M/1760=2272 ，由此设计一个2272 进制的计数器，其时钟信号为 4MHz，进位信号就是 1760Hz。其 中ah 代码设计如下： （完整代码见附录） subdesign freqah ( clk: input; %4MHz input% freqah: output; %freq for ah% ) variable count[20..0]: dff; begin defaults freqah=gnd; end defaults; count[].clk=clk; if count[]==h11C1 then freqah=vcc;count[].d=h0; % 7 ＝h11C1% else count[].d=count[].q+1; end if; end; 用同样的方法得到其他所有频率的信号，作为音乐播放器的输入。 其中，低音信号利用高音信号分频至频率的一般获得。 ②播放器节奏分频 counter1 利用一个模为 1000000 的计数器，将4MHz 分为 4Hz 的信号，作为音乐播放的节拍。 2、播放与停止控制端 该模块收集所有的 9 个微动开关的输入。只要有一个微动开关被按下，keyforsto 就会输出 1，stopsign 计算 1 输出的次数，奇数次则输出播放信号，偶数次输出停止信号。代码如下： subdesign keyforstop ( s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9: input; outsign: output; ) begin outsign = s1 # s2 # s3 # s4 # s5 # s6 # s7 # s8