【文章內(nèi)容簡介】 因此 ,在想控制音符的音長 ,就必須知道樂曲的速度和每個音 符所對應的節(jié)拍數(shù) ,在這個設(shè)計中所播放的樂曲的最短的音符為四分音符 ,如果將全音符的持續(xù)時間設(shè)為 1s 的話 ,那么一拍所應該持續(xù)的時間為 ,則只需要再提供一個 4HZ的時鐘頻率即可產(chǎn)生四分音符的時長 .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(diào) ,持續(xù)時間為 秒 ,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 ,也就會發(fā)三個 秒的音長 ,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 . 6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 圖 31 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 7 第四章 具體實現(xiàn) 系統(tǒng)模塊組成 本系統(tǒng)主要由 四 個功能模塊組成 :音符數(shù)據(jù)地址發(fā)生器模塊 ,實現(xiàn)按節(jié)拍讀樂譜的功能 ,預置數(shù)查表電路電路模塊 ,提供分頻預置數(shù) ,實現(xiàn)樂曲譯碼輸出 ,發(fā)聲頻率產(chǎn)生模塊 ,產(chǎn)生發(fā)音頻率 ,實現(xiàn)樂曲播放 ,簡易電子琴功能模塊 實現(xiàn)簡易電子琴功能 .系統(tǒng)功能模塊組成圖如（圖 41） . 圖 41系統(tǒng)功能模塊組成圖 該系統(tǒng)有三個輸入 ,五個輸出端口 : 1 三輸入端口分別是 :CLK 4HZ 端口 ,作為節(jié)拍脈沖信號輸入端口 ,CLK 12MHZ 端口 ,作為發(fā)音頻率初始信號輸入端口 ,KEYIN 輸入端口 ,作為簡易電子琴音符輸入端口 . 2 五輸出端口分別是 : CODE輸出端口 ,作為音符簡碼輸出 LED顯示端口 ,HIGH輸出端口 ,作為音符高 8 度指示端口 ,SPKS 輸出端口 ,作為《 生日快樂 》樂曲的聲音輸出端口 ,BUZZOUT 輸出端口 ,作為簡易電子琴聲音輸出端口 ,LEDOUT 輸出端口 ,作為簡易電子 琴輸入音符顯示端口 . 8 各模塊分析與設(shè)計 定制 《生日快樂》 音符數(shù)據(jù) ROM 為了實現(xiàn)樂曲的播放 ,首先需要將曲譜定制到音符數(shù)據(jù) ROM 里面 ,然后才能按照一定的節(jié)拍從 ROM 中讀出曲譜 .由于所選曲子中不含高音 ,轉(zhuǎn)換關(guān)系如表 41） . 表 41音符與 ROM 中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系 低音 ROM 中十進制表示 ROM 中十六進制表示 中音 ROM 中十進制表示 ROM 中十六進制表示 1 1 01 1 8 08 2 2 02 2 9 09 3 3 03 3 10 0A 4 4 04 4 11 0B 5 5 05 5 12 0C 6 6 06 6 13 0D 7 7 07 7 14 0E 在 PLUSⅡ+MAX 下定制的 LPM_ROM 圖 41songer 模塊仿真波形圖 波形分析 : 此樂譜發(fā)生器模塊的功能是輸出存儲在 LPM_ROM 中的各個音符數(shù)據(jù) ,由上面的仿真波形圖可看到 《生日快樂》 樂曲中的第一個音符為 3即為 00011此音在邏輯中停留了 4個時鐘 ,那么相應隨著程序中的地址計數(shù)器按 4Hz的時鐘頻率作加法計數(shù)時 ,即隨地址 遞增時 ,將從音符數(shù)據(jù) ROM 中將連續(xù)取出 4個音符 00011,樂曲中的第二個音符為 5即為 00101此音在邏輯中停留了 3個時鐘 ,相應地 ,將從音符數(shù)據(jù) ROM中將連續(xù)取出 3個音符 00101等其它狀態(tài)時 ,仿真波形圖證明了模塊的功能 . 9 音符數(shù)據(jù)地址發(fā)生器模塊 NOTETABS 圖 42 NOTETABS 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 , TONETABA [4..0]端口 :作為音符數(shù)據(jù)地址的輸出端口 , NOTETABS 中設(shè)置了一個 8 位二進制計 數(shù)器（計數(shù)最大值 138） ,作為音符數(shù)據(jù)的地址發(fā)生器 .隨著 NOTETABS 中的計數(shù)器按照 4HZ 的時鐘速率作加法計數(shù)時 ,每讀一個數(shù)據(jù) ,音符持續(xù)時間為 ,如音符數(shù)據(jù)中的中音 3,為一拍 ,持續(xù)時間 1秒 ,所以 ,音符數(shù)據(jù) ROM 中需要重復寫四次地址 0A,隨著 4HZ 時鐘速率讀取地址遞增 ,音符數(shù)據(jù) ROM 中的音符數(shù)據(jù)將通過模塊 NOTETABS 輸向 TONETABA 模塊 .音符數(shù)據(jù)地址發(fā)生器模塊 NOTETABS 的仿真波形如（圖 43)所示 : 圖 43音符數(shù)據(jù)地址發(fā)生器模塊仿真波形 圖 10 預置數(shù)查表電路電路模塊 TONETABA 圖 44TONETABA 生成元件符號 端口說明 : INDEX[4..0]端口 :作為上一級音符數(shù)據(jù)地址的輸入端 , CODE[4..0]端口 :作為音符數(shù)據(jù)簡譜碼的輸出顯示端 , HIGH 端口 :作為音符數(shù)據(jù)簡譜碼高 8度的輸出顯示端 , TONE[10..0]端口 :作為音符數(shù)據(jù)分頻預置數(shù)的輸出端 . 音符的持續(xù)時間須根據(jù)樂曲的速度及每個音符的節(jié)拍數(shù)來確定 ,（圖 44）中模塊TONETABA 的功能首先是為 SPEAKERA 提供決定音符發(fā)音的分頻預置數(shù) ,而此