【正文】 式,給設計使用者帶來了極大的方便。啟動全程功能仿真，生成仿真波形文件。 簡譜中的音名與頻率的關系表音符名頻 率(Hz)音符名頻 率(Hz)音符名頻 率(Hz)音符名頻 率(Hz)休止符375000低音5中音6高音4低音1低音6中音7高音5低音2低音7高音1高音6低音3中音4高音2高音7低音4中音5高音3為了便于理解，首先介紹一下硬件電路的發(fā)聲原理。而要準確地播放出一首樂曲，僅僅讓揚聲器能夠發(fā)聲是不夠的，還必須準確地控制樂曲的節(jié)奏，即每個音符的持續(xù)時間。由于音階頻率多為非整數(shù)，而分頻系數(shù)又不能為小數(shù)，因此必須將計算得到的分頻數(shù)四舍五入取整。綜合考慮各因素，本文中選取12MHZ作為CLK的分頻計數(shù)器的輸入分頻信號。要想讓系統(tǒng)知道現(xiàn)在應該播放哪個音符，而這個音符持續(xù)的時間應該是多少，就必須編寫樂曲文件，在樂曲文件中音符是按地址存放的，當系統(tǒng)工作時就按4Hz的頻率依次讀取簡譜，當系統(tǒng)讀到某個音符的簡譜時就對應發(fā)這個音符的音調，而如果在曲譜文件中這個音符為三拍音長，那又該如何控制呢？其實只要將該音符連續(xù)書寫三遍，這時系統(tǒng)讀樂曲文件的時候就會連續(xù)讀到三次，這時我們聽上去就會持續(xù)了三拍的時間，通過這樣一個簡單的操作就可以控制音樂的音長了。以下定制的是《梁?！放c《歡樂頌》的mif 文件（《梁祝》與《歡樂頌》的簡譜見附錄E、F）。DATA_RADIX=DEC。03:3。07:6。11:9。15:5。19:15。23:12。27:9。31:0。35:10。39:6。43:6。47:9。51:8。55:8。59:5。63:5。67:12。71:9。75:5。79:5。83:3。87:9。91:6。95:6。99:9。104:9。108:8。112:3。116:8。120:6。124:3。128:5。132:10。136:12。140:11。144:9。148:8。152:10。156:10。160:9。164:10。168:12。172:11。176:9。180:8。184:10。188:9。192:8。196:9。200:8。204:10。208:8。212:10。216:8。220:9。224:10。228:10。232:12。236:11。240:9。244:8。248:10。252:9。END。首先在File菜單下的New菜單上選擇Text Editor File命令，進入文本編輯器，然后輸入以上格式的數(shù)據(jù)文件。+PLUSⅡ下定制的LPM_ROM1）具體步驟如下：(1)(3)2）定制好的ROM文件VHDL程序見附錄A。在地址發(fā)生器的VHDL設計中，這個計數(shù)器的計數(shù)頻率選為4Hz，恰為當全音符設為1秒，四四拍的4分音符持續(xù)時間。2）音符數(shù)據(jù)地址發(fā)生器模塊NOTETABS生成元件符號（）：端口說明：CLK 4HZ端口：作為節(jié)拍脈沖信號輸入端口；RST端口：作為從頭開始播放歌曲脈沖信號輸入端口；SEL端口：作為播放第二首歌脈沖信號輸入端口； NOTETABS生成元件符號TONEINDE[4..0]端口：作為音符數(shù)據(jù)地址的輸出端口；3） 對應的程序見附錄B。這22個值的輸出由附錄三的程序的4位輸入值index[4..0]確定。 發(fā)聲頻率產生模塊SPEAKERA1）音符的頻率由數(shù)控分頻模塊獲得，這是一個數(shù)控分頻電路。它計滿時所需要的計數(shù)初值、分頻系數(shù)可由下列式子來表示。此時從數(shù)控分頻器中出來的輸出信號是脈寬極窄的脈沖式信號，為了有利于驅動揚聲器，需另加一個D觸發(fā)器以均衡其占空比，這時的頻率就變?yōu)樵瓉淼?/2，剛好就是相應音符的頻率。4） 發(fā)聲頻率產生模塊SPEAKERA的仿真波形如（)所示: SPEAKERA的仿真波形圖波形分析：Speakera 音樂符數(shù)控分頻此模塊的功能是根據(jù)初始值Tone的值，對輸入時鐘信號Clk的頻率進行分頻，得到想要的音符的發(fā)聲頻率其時鐘（Clk）端輸入的是在十六進制模塊里對12MHz的信號進行16分頻得到的750KHz，750KHz的信號根據(jù)分頻預置數(shù)模塊中所提供的計數(shù)初值，分別得出相應音符頻率的兩倍值。經實際電路測試驗證，達到了設計的要求。隨著樂譜的復雜程度加大，如果依然在音調發(fā)生器的程序中通過時鐘計數(shù)來決定音符的輸出，會加大編程的繁雜度，這時一個很好的解決辦法就是把將要演奏的樂譜存放在人為開辟的存儲空間里，這樣只需要在相應地址中讀出音符即可。ENTITY songer IS PORT (address : IN STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0)。ARCHITECTURE SYN OF songer IS SIGNAL sub_wire0 : STD_LOGIC_VECTOR (4 DOWNTO 0)。 lpm_outdata : STRING。 q : OUT STD_LOGIC_VECTOR (4 DOWNTO 0))。END SYN。ENTITY NoteTabs ISPORT ( clk : IN STD_LOGIC。END。END COMPONENT。 S(0)=sel。139。Coun:=Coun+1。END IF。END。 code : out std_logic_vector(4 downto 0)。Architecture one of tonetaba isBegin Search : process(index) Begin Case index isWhen 00000=tone=11111111111。When 00001=tone=01100000101。When 00010=tone=01110010000。When 00011=tone=10000001100。When 00100=tone=10000110101。When 00101=tone=10010101101。When 00110=tone=10100001010。When 00111=tone=10101011100。When 01000=tone=10110000010。When 01001=tone=10111001000。When 01010=tone=11000000110。When 01011=tone=11000101000。When 01100=tone=11001010110。When 01101=tone=11010000100。When 01110=tone=11010110101。When 01111=tone=11011000000。When 10000=tone=11011101010。When 10001=tone=11100000111。When 10010=tone=11100010110。When 10011=tone=11100101111。When 10100=tone=11101000110。When 10101=tone=11101011010。When others = null。附錄D： 發(fā)聲頻率產生模塊SPEAKRA程序LIBRARY IEEE。 Tone : IN STD_LOGIC_VECTOR (10 DOWNTO 0)。BEGINDivideCLK : PROCESS(clk) VARIABLE Count4 : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) 。139。139。GenSpkS : PROCESS(PreCLK, Tone)VARIABLE Count11 : STD_LOGIC_VECTOR (10 DOWNTO 0)。 THEN IF Count11 = 167FF THEN Count11 := Tone 。 FullSpkS = 39。END PROCESS。139。 THEN SpkS = 39。 END IF。附錄E：《梁?！泛喿V附錄F：《歡樂頌