樂(lè)曲硬件演奏電路設(shè)計(jì)方案

1、實(shí)驗(yàn)十四樂(lè)曲硬件演奏電路設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)利用數(shù)控分頻器設(shè)計(jì)硬件樂(lè)曲演奏電路。二、實(shí)驗(yàn)原理：主系統(tǒng)如下圖所示由三個(gè)模塊組成，分別為NOTETABS 、TONETABA 、 SPEAKERA 。NOTETABS模塊類似于彈琴人的手指； TONETABA模塊類似于琴鍵； SPEAKERA類似于琴弦或音調(diào)發(fā)生器。音符的頻率由 SPEAKERA模塊獲得，這是一個(gè)數(shù)控分頻器。由其CLK 端輸入一具有較高頻率（ 12MHZ）的信號(hào)，通過(guò) SPEAKERA分頻后由 SPKOUT輸出。SPEAKERA 對(duì) CLK 輸入信號(hào)的分頻比由11 位預(yù)置數(shù)TONE10.0決定。SPKOUT 的輸出頻率將決定每一音符

2、的音調(diào)，這樣，分頻計(jì)數(shù)器的預(yù)置值TONE10.0與 SPKOUT的輸出頻率就有了對(duì)應(yīng)關(guān)系。 例如在 TONETABA模塊中若取 TONE10.0 1036 ，將發(fā)出音符“ 3 ”音的信號(hào)頻率。音符的持續(xù)時(shí)間需根據(jù)樂(lè)曲的速度及每個(gè)音符的節(jié)拍數(shù)來(lái)確定，TONETABA模塊的功能首先是為SPEAKERA 提供決定所發(fā)音符的分頻預(yù)置數(shù)，而此數(shù)在SPEAKERA輸入口停留的時(shí)間即為此音符的節(jié)拍值。TONETABA模塊是樂(lè)曲簡(jiǎn)譜碼對(duì)應(yīng)的分頻預(yù)置數(shù)查表電路，其中需設(shè)置 “梁?！?樂(lè)曲全部音符所對(duì)應(yīng)的分頻預(yù)置數(shù)，共 13 個(gè)，每一音符的停留時(shí)間由音樂(lè)節(jié)拍和音調(diào)發(fā)生器模塊NOTATABS的CLK的輸入頻率決定，

3、在此為4HZ。這13個(gè)值的輸出由對(duì)應(yīng)于TONETABA的 4 位輸入值INDEX3.0確定。在 NOTETABS中設(shè)置了一個(gè)8 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)最大值為138 ），作為音符數(shù)據(jù)ROM的地址發(fā)生器。這個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率選為4HZ ，即每一計(jì)數(shù)值的停留時(shí)間為0.25秒，恰為當(dāng)全音符設(shè)為1 秒時(shí)，四四拍的4 分音符持續(xù)時(shí)間。例如，“梁?！睒?lè)曲的第一個(gè)音符為“3 ”，此音在邏輯中停留了4 個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍，即 1 秒時(shí)間，相應(yīng)地，所對(duì)應(yīng)的“3 ”音符分頻預(yù)置值為1036 ，在 SPEAKERA的輸入端停留了1 秒。隨著 NOTETABS中的計(jì)數(shù)器按 4HZ 的時(shí)鐘頻率作加法計(jì)數(shù)時(shí)，即隨地址遞增時(shí)，音符數(shù)

4、據(jù)ROM中的音符數(shù)據(jù)將從ROM 通過(guò)TONEINDEX3.0端口輸向 TONETABA模塊，“梁?！睒?lè)曲就開始連續(xù)自然地演奏起來(lái)了。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求1、定制 NOTETABS 模塊中的音符數(shù)據(jù)ROM“music”。該 ROM中的音符數(shù)據(jù)列在后面。 注意數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)位寬、 深度和數(shù)據(jù)的表達(dá)類型。最后對(duì)該ROM 進(jìn)行仿真。2、根據(jù)以上的原理圖及原理分析，給出各模塊的VHDL 描述及頂層 VHDL 設(shè)計(jì)，給出仿真波形，并在硬件上進(jìn)行驗(yàn)證。3、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：根據(jù)以上的要求， 給出完整的樂(lè)曲硬件演奏電路的VHDL 程序。“梁?！睒?lè)曲演奏數(shù)據(jù)（文件后綴位.mif ）WIDTH=4;DEPTH=256;AD

5、DRESS_RADIX=DEC;DATA_RADIX=DEC;CONTENT BEGIN 注意實(shí)用文件中要展開以下數(shù)據(jù)，每一組占一行00:3;01:3;02:3;03:3;04:5;05:5;06:5;07:6;08:8;09:8;10:8;11:9;12:6;13:8;14:5;15:5;16:12;17:12;18:12;19:15;20:13;21:12;22:10;23:12;24:9;25:9;26:9;27:9;28:9;29:9;30:9;31:0;32:9;33:9;34:9;35:10;36:7;37:7;38:6;39:6;40:5;41:5;42:5;43:6;44:8;

6、45:8;46:9;47:9;48:3;49:3;50:8;51:8;52:6;53:5;54:6;55:8;56:5;57:5;58:5;59:5;60:5;61:5;62:5;63:5;64:10;65:10;66:10;67:12;68:7;69:7;70:9;71:9;72:6;73:8;74:5;75:5;76:5;77:5;78:5;79:5;80:3;81:5;82:3;83:3;84:5;85:6;86:7;87:9;88:6;89:6;90:6;91:6;92:6;93:6;94:5;95:6;96:8;97:8;98:8;99:9;100:12;101:12;102:12;103:10;104:9;105:9;106:10;107:9;108:8;109:8;110:6;111:5;112:3;113:3;114:3;115:3;116:8;117:8;118:8;119:8;120:6;121:8;122:6;