《友谊地久天长》乐曲演奏电路设计.doc

友谊地久天长乐曲演奏电路设计1 实验任务音高与频率的对应关系见表1-1。表1-1音高频率对照表1234567低音262Hz294Hz330Hz349Hz392Hz440Hz494Hz中音532Hz578Hz659Hz698Hz784Hz880Hz988Hz高音1046Hz1175Hz1318Hz1397Hz1568Hz1760Hz1976Hz友谊地久天长乐谱见图1-1。友谊地久天长图1-1友谊地久天长乐谱注：N 一拍；N 两拍；N 四拍；N 八拍；N为音谱。此程序使用4MHz时钟，时钟不同则需要修改常数。总体框图如图1-2所示。图1-2总体框图2 模块及模块功能模块TONE见图1-2。该模块控制每一个音的长短，送初值给SPEAK模块，从而控制音高。/*/ 友谊地久天长乐曲 / 时钟：4MHz /*/音高与频率的对应关系/-/| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |/|低音 | 262Hz | 294Hz | 330Hz | 349Hz | 392Hz | 440Hz | 494Hz | /|中音 | 523Hz | 578Hz | 659Hz | 698Hz | 784Hz | 880Hz | 988Hz |/|高音 |1046Hz |1175Hz |1318Hz |1397Hz |1568Hz |1760Hz |1976Hz |/-/如果时钟不同则需改参数moduletone(clock,q);/I/O口声明inputclock;output13:0q;/I/O口寄存器reg13:0q_r;/内部寄存器reg20:0cnt1;/375ms计数器(一个节拍)reg3:0cnt2;/节拍计数器reg5:0n;/乐谱状态机/乐谱参数/参数由上表音高与频率对应关系计算得出。/公式为：D=F/K/其中D为参数值，F为时钟频率，K为音高频率/如(中音1)M_1 = 4000000/523 = 7648parameterL_5 = 14d10204,/低音5L_6 = 14d9090,/低音6M_1 = 14d7648,/中音1M_2 = 14d6920,/中音2M_3 = 14d6069,/中音3M_5 = 14d5102,/中音5M_6 = 14d4545,/中音6H_1 = 14d3824;/高音1parameterTIME = 1500000;/控制每一个音(节拍)的长短(375ms)assign q = q_r;always (posedge clock)beginif(cnt1 TIME) /控制每一个音(节拍)的长短(375ms)cnt1 = cnt1 + 21d1;elsebegincnt1 = 21d0;case(n)6d0:beginq_r = L_5;/此值为低音5的计数初值，送给SPEAK模块if(cnt2 4d1)/两个节拍cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d1;endend 6d1:beginq_r = M_1;if(cnt2 4d6)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d2;endend6d2:beginq_r = M_3;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d3;endend6d3:beginq_r = M_2;if(cnt2 4d3)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d4;endend6d4:beginq_r = M_1;n = 6d5;end6d5:beginq_r = M_2;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d6;endend6d6:beginq_r = M_3;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d7;endend6d7:beginq_r = M_1;if(cnt2 4d4)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d8;endend6d8:beginq_r = M_3;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d9;endend6d9:beginq_r = M_5;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d10;endend6d10:beginq_r = M_6;if(cnt2 4d9)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d11;endend6d11:beginq_r = M_5;if(cnt2 4d3)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d12;endend6d12:beginq_r = M_3;if(cnt2 4d2)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d13;endend6d13:beginq_r = M_1;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d14;endend6d14:beginq_r = M_2;if(cnt2 4d3)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d15;endend6d15:beginq_r = M_1;n = 6d16;end6d16:beginq_r = M_2;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d17;endend6d17:beginq_r = M_3;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d18;endend6d18:beginq_r = M_1;if(cnt2 4d3)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d19;endend6d19:beginq_r = L_6;if(cnt2 4d2)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d20;endend6d20:beginq_r = M_5;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d21;endend6d21:beginq_r = M_1;if(cnt2 4d7)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d22;endend6d22:beginq_r = M_6;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d23;endend6d23:beginq_r = M_5;if(cnt2 4d3)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d24;endend6d24:beginq_r = M_3;if(cnt2 4d2)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d25;endend6d25:beginq_r = M_1;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d26;endend6d26:beginq_r = M_2;if(cnt2 4d3)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d27;endend6d27:beginq_r = M_1;n = 6d28;end6d28:beginq_r = M_2;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d29;endend6d29:beginq_r = M_6;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d30;endend6d30:beginq_r = M_5;if(cnt2 4d3)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d31;endend6d31:beginq_r = M_3;if(cnt2 4d2)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d32;endend6d32:beginq_r = M_5;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d33;endend6d33:beginq_r = M_6;if(cnt2 4d7)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d34;endend6d34:beginq_r = H_1;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d35;endend6d35:beginq_r = M_5;if(cnt2 4d3)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d36;endend6d36:beginq_r = M_3;if(cnt2 4d2)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d37;endend6d37:beginq_r = M_1;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d38;endend6d38:beginq_r = M_2;if(cnt2 4d3)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d39;endend6d39:beginq_r = M_1;n = 6d40;end6d40:beginq_r = M_2;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d41;endend6d41:beginq_r = M_3;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d42;endend6d42:beginq_r = M_1;if(cnt2 4d3)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d43;endend6d43:beginq_r = L_6;if(cnt2 4d2)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d44;endend6d44:beginq_r = M_5;if(cnt2 4d1)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d45;endend6d45:beginq_r = M_1;if(cnt2 4d7)cnt2 = cnt2 + 4d1;elsebegincnt2 = 4d0;n = 6d0;endenddefault:n = 6d0;endcaseendendendmodule模块SPEAK见图1-2。该模块的功能是根据TONE送来的初值倒计时，每次计到0时就使信号Q反转，由于初值不同，从而产生不同的音高。/*/ 音调产生模块 / 时钟：4MHz /*/根据A的值倒计时，使信号Q反转，产生不同的音高。module speak(clock,a,q);