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1、- 83 -实验六实验六音阶发生器实验音阶发生器实验一、实验目的1 了解音阶发生的原理,学会用硬件描述语言来建立音阶发生器模块。 2 利用该软件进行可编程逻辑器件设计,完成音节发生器的逻辑仿真功能。 3 使用编译器将设计实现,下载到 JDEE10 实验箱上进行调试和验证所设计的音阶发 生器的功能。二、实验器材1Pentium计算机一台；2JDEE10 实验箱一只；三、实验要求：利用实验板构成一个音阶发生器,要求能产生音名 A到G 之间的音阶,以一秒一个音阶 的速度自动演奏,并可随时手控停在某个音阶上。为了知道音名,要求能以简谱方式显示 之。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
2、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。另外还规定,音122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（简谱的低音 6）到 al（简谱的高音 6）之间的每个音名的频率为： A：440Hza:880Hzal:1760Hz B：493.88Hzb:987.76Hz C523.25Hzc:1046.50Hz D:587.33Hzd:1174.66Hz E659.25Hze:1318.51Hz F698.46Hzf:1396.92Hz G783.99Hzg:1567.98Hz四、方案设计和例
3、程 由高频分得低频，采用以下思路：时钟频率 4MHz，其周期为 1/4M0.00000025S， 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。下面给出部分源程序及顶层图： a1 的频率发生器 subdesignfreqaa- 84 -(clk：input；%4MHz 频率输入 freqaa：outpu；% a1 的频率输出 ) vari
4、able count20.0：dff； begin defaults freqaa=gnd； end defaults； count.clk=clk； if count=h“8E0“ then freqaa=vcc;count.d=h“0“；2272h”8E0” else count.d=count.q+1；其余频率依此类推 end if； end；频率顺序输出 subdesignmainplayer (alow,ahigh,a1,blow,bhigh,clow,chigh,dlow,dhigh,%例程给出了一个高、低音循环演奏 的源程序 elow,ehigh,flow,fhigh,glow,
5、ghigh：input； clk：input；%1Hz 输入，每秒发一个音 spk：output；%喇叭输出 ) variable count4.0：dff；%引用计数器 begin count.clk=clk； if count=h“0“ then spk=alow;end if； if count=h“1“ then spk=blow;end if； if count=h“2“ then spk=clow;end if； if count=h“3“ then spk=dlow;end if； if count=h“4“ then spk=elow;end if； if count=h“5“
6、 then spk=flow;end if； if count=h“6“ then spk=glow;end if； if count=h“7“ then spk=ahigh; end if； if count=h“8“ then spk=bhigh; end if； if count=h“9“ then spk=chigh; end if；- 85 -if count=h“a“ then spk=dhigh; end if； if count=h“b“ then spk=ehigh; end if； if count=h“c“ then spk=fhigh;end if； if count=
7、h“d“ then spk=ghigh; end if； if count=h“e“ then spk=a1;count.d=h“0“； else count.d=count.q+1； end if；end；五、实验扩展功能： 1、 演奏乐曲。乐曲自选。 2、 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。 3、 或者改用点阵来显示音阶名，而不采用简谱。 以上扩展功能的实验，学生可根据自己的能力选做，但所有的功能应在同一顶层文件 中实现。扩展功能也可按自己的设计思路来完成，但难度不可低于本节的要求。六、实验报告1详细叙述设计方案与设计过程。 2画出完整的顶层逻辑设计图。 3写出每一个文本文件的源程序。 4顶层图不需要管脚锁定。 5详细叙述调试中所碰到的问题及解决的方法。 6实验后的心得。
