乐曲硬件演奏电路设计 (2).doc

学 生 实 验 报 告课程名称 EDA技术实验教程 实验日期 2013年 12月 30日学生姓名学号所在班级 实验名称乐曲硬件演奏电路设计实验地点同组人员实验仪器（软件、硬件环境）电脑，Quartus9.0实验目的（要求）学习利用实验5-2的分频器设计硬件乐曲演奏电路实验内容和步骤（原理、主要步骤、算法、程序、运行结果、对结果的讨论，思考题解答等）实验原理：硬件乐曲演奏电路顶层模块图如图96所示，电路由六个子模块构成。与利用微处理器（cpu或mcu）来实现乐曲演奏相比，以纯硬件完成乐曲演奏电路逻辑要复杂一些，如果不借助与功能强大的eda工具和硬件描述语言，仅凭传统的数字逻辑技术，即使最简单的演奏电路也难以实现。本实验设计项目作为“梁祝”乐曲演奏电路的实现。 组成乐曲的每一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两个基本要素。问题是如何来获取这两个要素所对应的数值以及通过纯硬件的手段来利用这些数值实现所希望乐曲的演奏效果。下面首相从这几个方面来了解图96的工作原理。图96 乐曲演奏电路顶层设计例9-8 139个节拍乐曲长度控制计数器module CNT138(CLK,CNT8);input CLK;output7:0 CNT8;reg7:0 CNT;wire LD;always (posedge CLK or posedge LD)beginif (LD)CNT =8b00000000;else CNT =CNT+1;endassign CNT8=CNT;assign LD=(CNT=1238);endmodule波形分析：CLK为输入时钟信号，CNT8为8位的输出信号。出现一个CLK上升沿，CNT加1。当CNT=138时，CNT自动清零。例9-9二进制码至分频预置数译码器module F_CODE(INX,CODE,H,TO);input3:0 INX;output3:0 CODE;output H;output10:0 TO;reg10:0 TO;reg3:0 CODE;reg H;always (INX) begincase (INX)0:begin TO=11H7FF;CODE=0;H=0;end1:begin TO=11H305;CODE=1;H=0;end2:begin TO=11H390;CODE=2;H=0;end3:begin TO=11H40C;CODE=3;H=0;end4:begin TO=11H45C;CODE=4;H=0;end5:begin TO=11H4AD;CODE=5;H=0;end6:begin TO=11H50A;CODE=6;H=0;end7:begin TO=11H55C;CODE=7;H=0;end8:begin TO=11H582;CODE=1;H=1;end9:begin TO=11H5C8;CODE=2;H=1;end10:begin TO=11H606;CODE=3;H=1;end11:begin TO=11H640;CODE=4;H=1;end12:begin TO=11H656;CODE=5;H=1;end13:begin TO=11H684;CODE=6;H=1;end14:begin TO=11H69A;CODE=7;H=1;end15:begin TO=11H6C0;CODE=1;H=1;enddefault: begin TO=11H6C0;CODE=1; H=1;endendcase end endmodule例 910 11位可预置计数器module SPKER(CLK,TN,SPKS);input CLK;input10:0 TN;output SPKS;reg SPKS;reg10:0 CNT11;always (posedge CLK) begin : CNT11B_LOADif (CNT11=11h7FF) begin CNT11=TN; SPKS=1b1; endelse begin CNT11=CNT11+1; SPKS=1b0;end endendmodule波形分析：CLK为输入时钟信号，TN为11位的输入信号，SPKS为输出信号。例911 2khz至4hz分频电路module FDIV(CLK,PM);input CLK; output PM; reg8:0 Q1; reg FULL; wire RST;always (posedge CLK or posedge RST) beginif(RST) begin Q1=0;FULL=1; endelse begin Q1=Q1+1;FULL=0; end endassign RST=(Q1=499); assign PM=FULL;assign DOUT=Q1; endmodule波形分析：CLK为输入时钟信号，PM为输出信号。输入CLK为2khz，输出PM为4hz。PLL20锁相环波形分析：inclk0为输入信号，co和c1为输出信号。输入inclk0为20mhz时，输出c0为1mhz，c1为2khz。“梁祝”乐谱码ROM波形分析：address为8位的输入信号，inclock为输入信号，q为4位的输出信号。Address输入8位乐谱地址，inclock来一个上升沿，q输