樂曲硬件演奏電路設(shè)計方案

1、實驗十四樂曲硬件演奏電路設(shè)計一、實驗?zāi)康模簩W(xué)習(xí)利用數(shù)控分頻器設(shè)計硬件樂曲演奏電路。二、 實驗原理：主系統(tǒng)如下圖所示由三個模塊組成，分別為NOTETABS、TONETABA、 SPEAKERA。IJIBBiilJilBHIIII ii H I. J 4 a I kJ JB 5CLK12WHZ -，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，這是一個數(shù)控分頻器。由其 CLK 端輸入一具有較高頻率（12MHZ）的信號，通過 SPEAKERA 分頻后由 SPKOUT 輸 出。SPEAKE

2、RA 對 CLK 輸入信號的分頻比由 11 位預(yù)置數(shù) TONE1O.O 決 定。SPKOUT的輸出頻率將決定每一音符的音調(diào)，這樣，分頻計數(shù)器的預(yù)置值TONE1O.O 與 SPKOUT 的輸出頻率就有了對應(yīng)關(guān)系。例如在 TONETABA 模塊中若取 TONE1O.O = 1036，將發(fā)出音符“ 3”音的信號頻率。音符的持續(xù)時間需根據(jù)樂曲的速度及每個音符的節(jié)拍數(shù)來確定,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 輸入口停留的時間即為此音符的節(jié)拍值。TONETABA 模塊 是樂曲簡譜碼對應(yīng)的分頻預(yù)置數(shù)查表電路，其中需設(shè)置“梁祝”樂

3、曲全部音符 所對應(yīng)的分頻預(yù)置數(shù)，共 13 個，每一音符的停留時間由音樂節(jié)拍和音調(diào)發(fā)生 器模塊 NOTATABS的 CLK 的輸入頻率決定，在此為 4HZ 。這 13 個值的輸出由 對應(yīng)于 TONETABA 的4 位輸入值 INDEX3.O 確定。在 NOTETABS 中設(shè)置了一個 8 位二進(jìn)制計數(shù)器（計數(shù)最大值為 138 ）, 作為音符數(shù)據(jù) ROM 的地址發(fā)生器。這個計數(shù)器的計數(shù)頻率選為 4HZ，即每一計 數(shù)值的停留時間為 O.25 秒，恰為當(dāng)全音符設(shè)為 1 秒時，四四拍的 4 分音符持 續(xù)時間。例如，“梁?！睒非牡谝粋€音符為“ 3”，此音在邏輯中停留了 4 個時鐘節(jié)拍，即 1 秒時間，相應(yīng)

4、地，所對應(yīng)的“ 3”音符分頻預(yù)置值為 1O36 ， 在 SPEAKERA 的輸入端停留了 1 秒。隨著 NOTETABS 中的計數(shù)器按 4HZ 的時 鐘頻率作加法計數(shù)時，即隨地址遞增時，音符數(shù)據(jù) ROM 中的音符數(shù)據(jù)將從 ROM 通過 TONEINDEX3.O 端口輸向TONETABA 模塊，“梁?！睒非烷_始連續(xù) 自然地演奏起來了。三、實驗內(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

5、頂層 VHDL 設(shè)計，給出仿真波形，并在硬件上進(jìn)行驗證。3、實驗報告：根據(jù)以上的要求，給出完整的樂曲硬件演奏電路的 VHDL 程序?！傲鹤！睒非葑鄶?shù)據(jù)（文件后綴位 .mif ）WIDTH=4 。DEPTH=256。ADDRESS_RADIX=DEC 。DATA_RADIX=DEC 。CONTENT BEGIN 注意實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

6、。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。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

7、: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。 123:5 。 124:3。 125:5。 126:6 。 127:8。 128:5。 129:5。130:5。131:5。132:5。133:5。134:5。135:5。136:0。137:0。13