【正文】 Index = CONV_STD_LOGIC_VECTOR(DateOut,4)。 WHEN 134 = DateOut = 5。 WHEN 126 = DateOut = 6。 WHEN 118 = DateOut = 8。 WHEN 110 = DateOut = 6。 WHEN 102 = DateOut = 12。 WHEN 94 = DateOut = 5。 WHEN 86 = DateOut = 7。 WHEN 78 = DateOut = 5。 WHEN 70 = DateOut = 9。 WHEN 62 = DateOut = 5。 WHEN 54 = DateOut = 6。 WHEN 46 = DateOut = 9。 WHEN 38 = DateOut = 6。 WHEN 30 = DateOut = 9。 WHEN 22 = DateOut = 10。 WHEN 14 = DateOut = 5。 WHEN 06 = DateOut = 5。 END IF。END。 此例包含兩個(gè)分頻電路的描述，其中，DivCLK1描述的是一個(gè)可控分頻電路，其輸入時(shí)鐘是clk, 可控分頻系數(shù)是Tone，輸出時(shí)鐘是Fullclk。139。 DivCLK2 : PROCESS(Fullclk) VARIABLE Count2 : STD_LOGIC。139。END。 在這個(gè)例子中，輸入信號是Index ，輸出信號有Tone、Seg、Led。 Seg=0001。139。 WHEN 1100 = Tone=11000100010 。 Led =39。1372。 Seg=0111。039。 WHEN 0100 = Tone=01111010000 。 Led =39。2047。 Seg : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) 。這里采用低音do(多)對應(yīng)小字1組的c1， Hz。也就是說，A小調(diào)與C大調(diào)共享這七個(gè)音，只是一個(gè)從A開始一個(gè)從C開始。 所以以后聽到兩個(gè)升的大調(diào)一定是D大調(diào)，升F升C：兩個(gè)降的大調(diào)一定是Bb大調(diào)，降B降E。首先以大家最熟悉的C大調(diào)音階為例，做一個(gè)說明。速度指唱奏時(shí)節(jié)拍、節(jié)奏的快慢程度。簡譜用數(shù)字0作記錄休止的符號，叫做休止符。、七個(gè)音符主體1 2 3 4 5 6 7表示四分音符。比如數(shù)字2比1大，re就比do高；數(shù)字2比3小，re就比mi低，等等。F、5G音的高低和長短的標(biāo)注決定了該首曲子有別于另外的曲子，因此成為構(gòu)成音樂的最重要的基礎(chǔ)元素。u3 : Speakera PORT MAP(clk=Clk12MHZ,Tone=Tone, SpkS=SpkOut )。 COMPONENT Speakera PORT ( clk : IN STD_LOGIC。ARCHITECTURE one OF Songer IS COMPONENT NoteTabs PORT ( clk : IN STD_LOGIC。LIBRARY ieee。139。PROCESS(clk) VARIABLE Count4 : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) 。作為初步解決方案，采用偶數(shù)分頻比近似代替奇數(shù)分頻比的方法，把整數(shù)分頻電路變成偶數(shù)分頻電路來設(shè)計(jì)。（三）可控分頻模塊 此模塊的功能是用一個(gè)可控分頻電路來產(chǎn)生演奏音樂所需的每個(gè)音。END。138: 0。130: 5 。122: 6 。114: 3。106:10。98: 8。90: 6 。82: 3 。74: 5。66:10。58: 5。50: 8 。42: 5 。34: 9。26: 9。18: 12。10: 8 。02: 3 。四、實(shí)施下面用用于演奏“梁?！睒非囊魳冯娐窞槔?，對音樂電路各模塊的實(shí)施進(jìn)行進(jìn)一步的分析。對于等占空比的奇數(shù)分頻電路則不能采用這種方法，比較復(fù)雜。節(jié)拍產(chǎn)生電路的計(jì)數(shù)器，用來產(chǎn)生節(jié)拍定時(shí)，音符產(chǎn)生模塊則將節(jié)拍產(chǎn)生電路的計(jì)數(shù)器的狀態(tài)翻譯成對應(yīng)的音符，假如需演奏的歌曲中所用到的音符在9到16個(gè)之間，則音符產(chǎn)生模塊的輸出信號應(yīng)有四位，其它情況，依此類推。 控制電路模塊只是根據(jù)歌譜產(chǎn)生可供控制可控分頻模塊，按照一定節(jié)拍來在不同時(shí)間發(fā)出不同的樂音的音符信號。二、計(jì)劃 音樂電路是模仿人歌唱的電路。電路的輸出有：一路一線是樂音信號輸出，用來驅(qū)動(dòng)外接喇叭或蜂鳴器演奏音樂。 它的突出優(yōu)點(diǎn)是：第一，僅占用FPGA 中很少的資源，因此增加的系統(tǒng)整體成本較低，甚至不增加成本。作為一個(gè)電子系統(tǒng)的一個(gè)模塊，音樂電路的實(shí)現(xiàn)方法有以下幾種: （1）購買專用音樂電路片。當(dāng)時(shí)有三種方案提上了臺(tái)面，一種是八音盒方案，它采用機(jī)械齒輪播放音樂；另一種就是把音樂錄在磁帶機(jī)上，但是當(dāng)時(shí)中國還沒有小磁帶機(jī)，都是笨重的大磁帶機(jī)，不可能裝上衛(wèi)星升空；因此第三種方案自然就是電子音樂，這也是后來被廣泛接受的一種方案。 基于FPGA的簡單音樂電路設(shè)計(jì)方案工作任務(wù)的陳述與背景一、工作任務(wù)的陳述使用層次化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)并用FPGA實(shí)現(xiàn)一個(gè)能循環(huán)播放樂曲的音樂電路。特點(diǎn)是價(jià)格便宜，多用于玩具， 無法更改樂曲,也無法編程。 這是因?yàn)槟硞€(gè)產(chǎn)品選定某型號FPGA 芯片，產(chǎn)品的其它部分只用了其中一部分資源，還有相當(dāng)一部分資源閑置沒用；第二，更改樂曲非常方便；第三，可作為IP core 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)重用。一路一線用來驅(qū)動(dòng)外接的一個(gè)LED，演奏高音時(shí)發(fā)光。故可用人歌唱作為原型來分析設(shè)計(jì)本任務(wù)的總體方案。具體要控制可控分頻模塊，還得要把音符信號轉(zhuǎn)換為可控分頻模塊的分頻系數(shù)輸入信號，另外也要根據(jù)音符信號決定提供給外圍數(shù)碼管的用于顯示簡譜音符符號的數(shù)據(jù)和提供給外圍LED的用于顯示高低音的數(shù)據(jù)。分頻系數(shù)、LED數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊則根據(jù)音符產(chǎn)生模塊輸出的音符信息，產(chǎn)生每個(gè)時(shí)刻提供給可控分頻模塊的分頻系數(shù)、提供給外圍數(shù)碼管的用于顯示簡譜音符符號的數(shù)據(jù)和提供給外圍LED的用于顯示高低音的數(shù)據(jù)。本任務(wù)可采取用較高頻率（比如12MHz）的輸入時(shí)鐘，這樣分頻比就比較大，故對于初學(xué)者，作為初步解決方案，可采用偶數(shù)分頻比近似代替奇數(shù)分頻比的方法，把整數(shù)分頻電路變成偶數(shù)（2N）分頻電路，用先做N非等占空比分頻，再做2分頻這種較簡單的方法來設(shè)計(jì)。（一）控制電路模塊 控制電路模塊包含節(jié)拍產(chǎn)生模塊和音符產(chǎn)生模塊兩子模塊，可合寫成一個(gè)文件。03: 3。11: 9 。19:15。27: 9。35:10。43: 6。51: 8 。59: 5。67:12。75: 5。83: 3。91: 6 。99: 9。107: 9。115: 3。123: 5。131: 5 。 3．設(shè)計(jì)文件實(shí)體描述，其實(shí)體描述如下：LIBRARY ieee。（二）分頻系數(shù)、LED數(shù)據(jù)產(chǎn)生模塊1．設(shè)計(jì)文件實(shí)體描述此模塊的功能是產(chǎn)生提供給可控分頻模塊的分頻系數(shù)、提供給外圍數(shù)碼管和外圍LED的數(shù)據(jù)。 其中Index為4位二進(jìn)制信號，表示音符的信息，Seg為4位二進(jìn)制信號，是提供給外圍數(shù)碼管的用于顯示簡譜音符符號的數(shù)據(jù)，Led是提供給外圍LED的用于顯示高低音的數(shù)據(jù)?？煽胤诸l模塊實(shí)體描述如下：LIBRARY ieee?？煽胤诸l模塊是一個(gè)具有12預(yù)分頻和2后分頻的可控分頻電路。 BEGIN PreCLK = 39。 THEN Count4 := Count4 + 1。 USE 。 Index : OUT STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) )。 Tone : IN STD_LOGIC_VECTOR (10 DOWNTO 0)。END。（3） 音的強(qiáng)度：一首音樂作品總會(huì)有一些音符的力度比教強(qiáng)一些，有些地方弱一些。A、G音符有多種類型。在四分音符后面每加一條短橫線就表示增加等于一個(gè)四分音符的時(shí)值(時(shí)間長度)，在四分音符后面加一條短橫線就成為二分音符，例如2－，在四分音符后面加三條短橫線就成為全音符例如3－－－；在四分音符下面每加一條短橫線，就表示將其上面的音符的時(shí)值削減一半，在四分音符下面加一條短橫線就成為八分音符，例如，在四分音符下面加兩條或者三條短橫線就成為十六分音符或者三十二分音符，例如、 。、3－－－－－、2－－是單附點(diǎn)音符，而4 3．調(diào)、節(jié)拍與速度簡譜中的音符的音高只是相對的音高，需要指定其中一個(gè)基本音比如1的絕對音高才能確定所有音符的絕對音高，簡譜中使用表明一首樂曲的調(diào)的方法來規(guī)定樂曲中各音符的絕對音高。唱奏速度是用每一分鐘唱奏多少拍表示，唱奏速度一定后，每一拍以至每個(gè)音符就有了確定的時(shí)值，在此之前，每一拍和每個(gè)音符只有相對時(shí)值。 C大調(diào)音階：C D E F G A B C，主音是C。　 （2）小調(diào)音階小調(diào)與大調(diào)的不同點(diǎn)在于小調(diào)聽起來比較憂郁、哀傷，而大調(diào)比較明快。所以歸納起來，如果看到樂譜最前面的調(diào)號是兩個(gè)升（一定是升F升C，不會(huì)有別種情況），你可以判斷他是D大調(diào)或者B小調(diào)。根據(jù)鋼琴上各音的頻率，其余各音的頻率依次列出如下：表94 簡譜中C調(diào)各音符的頻率音符 頻率/Hz音符 頻率/Hz音符 頻率/Hzc1低音1 c2中音1 c3高音1 d1低音2 d2中音2 d3高音2 e1低音3 e2中音3 e3高音3 f1低音4 f2中音4 f3高音4 g1低音5 g2中音5 g3高音5 a1低音6 a2中音6