实验七梁祝音乐演奏实验 一、实验目的 1、了解普通扬声器的工作原理。 2、使用FPGA产生不同的音乐频率。 3、进一步体验FPGA的灵活性。 二、硬件要求 1、375Kz信号源。 2、FPGA EP1K10TC100一3主芯片。 3、扬声器。 三、实验原理 本实验是完成一小段音乐程序的开发，然后再用扬声器进行试听。下面主要介绍一下 完成本实验的几个主要部分的工作原理。 音符的产生：音符的产生是利用计数器对输入的时钟信号进行分频，然后输出不同的 频率来控制扬声器发不同的声音。计数器必须是模可变的计数器，也就是其初始计数值可变， 这样便可以对其进行初始化，使其从不同的初始值开始计数，实现对输入时钟信号的不同分 频。 节拍的产生：节拍也是利用计数器来实现，如果某一个音符需要维持的时间比较长， 那么就可以在此计数器从计数值A到计数值B之间都维持该音符，很显然，A和B之间的间 隔越大，那么该音符维持的时间也就越长。 乐谱的存储：乐谱是一个固定的组合电路，根据不同的输入值，然后输出一个固定的 值，该值就是音符产生计数器的分频的初始值。 适当的选择这些计数器和组合电路，便可完成不同的乐曲和不同节奏。 四、实验内容及步骤 本实验要完成的任务是设计一个驱动扬声器产生梁祝音乐的程序，设计步骤如下： 1、编写音乐输出的VDL代码。 2、用QuartusII对其进行编译仿真。 3、在仿真确定无误后，选择芯片ACEX1KEP1K10TC100-3。 4、给芯片进行管脚绑定，在此进行编译。 5、根据自己绑定的管脚，在实验箱上对扬声器接口和FPGA之间进行正确连线。 6、给目标板下载代码，观看实验结果。 五、实验连线 如果是调用的本书提供的DL代码，则实验连线如下： C1k:时钟输入信号，接375KHz的时钟源。 Spk:输出，接扬声器部分的输入端。 六、实验VHDL部分代码 library ieee: use ieee.std logic 1164.all; use ieee.std_logic_arith.all: use ieee.std_logic_unsigned.all: entity music is
实验七 梁祝音乐演奏实验 一、实验目的 1、 了解普通扬声器的工作原理。 2、 使用 FPGA 产生不同的音乐频率。 3、 进一步体验 FPGA 的灵活性。 二、硬件要求 1、375KHz 信号源。 2、FPGA EP1K10TC100—3 主芯片。 3、扬声器。 三、实验原理 本实验是完成一小段音乐程序的开发，然后再用扬声器进行试听。下面主要介绍一下 完成本实验的几个主要部分的工作原理。 音符的产生：音符的产生是利用计数器对输入的时钟信号进行分频，然后输出不同的 频率来控制扬声器发不同的声音。计数器必须是模可变的计数器，也就是其初始计数值可变， 这样便可以对其进行初始化，使其从不同的初始值开始计数，实现对输入时钟信号的不同分 频。 节拍的产生：节拍也是利用计数器来实现，如果某一个音符需要维持的时间比较长， 那么就可以在此计数器从计数值 A 到计数值 B 之间都维持该音符，很显然，A 和 B 之间的间 隔越大，那么该音符维持的时间也就越长。 乐谱的存储：乐谱是一个固定的组合电路，根据不同的输入值，然后输出一个固定的 值，该值就是音符产生计数器的分频的初始值。 适当的选择这些计数器和组合电路，便可完成不同的乐曲和不同节奏。 四、实验内容及步骤 本实验要完成的任务是设计一个驱动扬声器产生梁祝音乐的程序，设计步骤如下： 1、编写音乐输出的 VHDL 代码。 2、用 QuartusII 对其进行编译仿真。 3、在仿真确定无误后，选择芯片 ACEX1K EP1K10TC100－3。 4、给芯片进行管脚绑定，在此进行编译。 5、根据自己绑定的管脚，在实验箱上对扬声器接口和 FPGA 之间进行正确连线。 6、给目标板下载代码，观看实验结果。 五、实验连线 如果是调用的本书提供的 VHDL 代码，则实验连线如下： Clk：时钟输入信号，接 375KHz 的时钟源。 Spk：输出，接扬声器部分的输入端。 六、实验 VHDL 部分代码 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_arith.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; -------------------------------------------------------------------- entity music is
port(clk in std_logic; --Clock Signal spk buffer std_logic): --speaker driver end music; architecture behave of music is signal tone std_logic_vector(10 downto 0); signal tone_count std_logic_vector(10 downto 0); signal tone_index integer range 0 to 15: signal clk10_count std_logic_vector(17 downto 0); signal time integer range 0 to 150; signal clk10 std_logic: begin process(clk) --generate 10hz clock signal begin if(clk'event and clk='1')then clk10_counttone_indextone_indextone_indextone_indextone_indextone_indextone_indextone_index<=3:
port( clk : in std_logic; --Clock Signal spk : buffer std_logic); --speaker driver end music; -------------------------------------------------------------------- architecture behave of music is signal tone : std_logic_vector(10 downto 0); signal tone_count : std_logic_vector(10 downto 0); signal tone_index : integer range 0 to 15; signal clk10_count : std_logic_vector(17 downto 0); signal time : integer range 0 to 150; signal clk10 : std_logic; begin process(clk) --generate 10hz clock signal begin if(clk'event and clk='1') then clk10_counttone_indextone_indextone_indextone_indextone_indextone_indextone_indextone_index<=3;
when 8=>tone_indextone_indextone_indextone_indextone_indextonetonetonetone<="11111111111";--others:no output end case; end process; process(clk)-control the frequence of the speaker begin if(clk'event and clk='1')then if(tone_count=16#7ff#)then tone count<=tone; if(tone<2047)then spk<=not spk; end if: else tone_count<=tone_count+1; end if; end if; end process; end behave; 七、实验报告 1、了解乐曲节拍产生的过程，注意每一音符的节拍长短的变化是由什么控制的？ 2、改变时钟频率，看乐曲有什么改变？ 3、熟悉音乐编程的过程，填入新的乐曲。 4、将两个或多个乐曲演奏电路合二为一，以一开关控制，可选择演奏不同的乐曲
when 8=>tone_indextone_indextone_indextone_indextone_indextonetonetonetone<="11111111111"; --others:no output end case; end process; process(clk) --control the frequence of the speaker begin if(clk'event and clk='1') then if(tone_count=16#7ff#) then tone_count<=tone; if(tone<2047) then spk<=not spk; end if; else tone_count<=tone_count+1; end if; end if; end process; end behave; 七、实验报告 1、 了解乐曲节拍产生的过程，注意每一音符的节拍长短的变化是由什么控制的？ 2、 改变时钟频率，看乐曲有什么改变？ 3、 熟悉音乐编程的过程，填入新的乐曲。 4、 将两个或多个乐曲演奏电路合二为一，以一开关控制，可选择演奏不同的乐曲
