【導(dǎo)讀】隨著計(jì)算機(jī)業(yè)的發(fā)展，從80年代中期計(jì)算機(jī)應(yīng)用進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域。這個(gè)軟件包現(xiàn)在看來(lái)比較簡(jiǎn)陋，但在當(dāng)時(shí)給電子線路設(shè)計(jì)帶來(lái)了設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)許多科研單位還在使用這個(gè)軟件包。為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，ProtelTechnology公司以其強(qiáng)大的研發(fā)能。迫切需求，于2020年11月經(jīng)中國(guó)科學(xué)院批準(zhǔn)設(shè)立的非法人事業(yè)機(jī)構(gòu)。院該領(lǐng)域?qū)ν鈶?zhàn)略合作的代表機(jī)構(gòu)，面向全國(guó)開(kāi)展技術(shù)服務(wù)。Circuit—VHSIC，用于描述集成電路的結(jié)構(gòu)和功能。標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，1987年成為IEEEStandard1076，稱(chēng)為VHDL語(yǔ)言。1993年該標(biāo)準(zhǔn)增修為IEEE1164標(biāo)準(zhǔn)。1996年，再次加入電路合成的標(biāo)準(zhǔn)程序和規(guī)格，成為標(biāo)準(zhǔn)。1987年底，VHDL被IEEE和美國(guó)國(guó)防部確認(rèn)為。此后VHDL在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛的接。受，并逐步取代了原有的非標(biāo)準(zhǔn)的硬件描述語(yǔ)言。了新版本的VHDL，即IEEE標(biāo)準(zhǔn)的1076-1993版本，。

　　

【正文】 oneIndex = 5。 WHEN 60 = ToneIndex = 5。 WHEN 61 = ToneIndex = 5。 WHEN 62 = ToneIndex = 5。 WHEN 63 = ToneIndex = 5。 WHEN 64 = ToneIndex = 10。 WHEN 65 = ToneIndex = 10。 WHEN 66 = ToneIndex = 10。 WHEN 67 = ToneIndex = 12。 WHEN 68 = ToneIndex = 7。 WHEN 69 = ToneIndex = 7。 WHEN 70 = ToneIndex = 9。 WHEN 71 = ToneIndex = 9。 WHEN 72 = ToneIndex = 6。 WHEN 73 = ToneIndex = 8。 WHEN 74 = ToneIndex = 5。 WHEN 75 = ToneIndex = 5。 WHEN 76 = ToneIndex = 5。 WHEN 77 = ToneIndex = 5。 WHEN 78 = ToneIndex = 5。 WHEN 79 = ToneIndex = 5。 WHEN 80 = ToneIndex = 3。 WHEN 81 = ToneIndex = 5。 WHEN 82 = ToneIndex = 3。 WHEN 83 = ToneIndex = 3。 WHEN 84 = ToneIndex = 5。 WHEN 85 = ToneIndex = 6。 WHEN 86 = ToneIndex = 7。 WHEN 87 = ToneIndex = 9。 WHEN 88 = ToneIndex = 6。 WHEN 89 = ToneIndex = 6。 WHEN 90 = ToneIndex = 6。 WHEN 91 = ToneIndex = 6。 WHEN 92 = ToneIndex = 6。 WHEN 93 = ToneIndex = 6。 WHEN 94 = ToneIndex = 5。 WHEN 95 = ToneIndex = 6。 WHEN 96 = ToneIndex = 8。 WHEN 97 = ToneIndex = 8。 WHEN 98 = ToneIndex = 8。 WHEN 99 = ToneIndex = 9。 WHEN 100 = ToneIndex = 12。 26 WHEN 101 = ToneIndex = 12。 WHEN 102 = ToneIndex = 12。 WHEN 103 = ToneIndex = 10。 WHEN 104 = ToneIndex = 9。 WHEN 105 = ToneIndex = 9。 WHEN 106 = ToneIndex = 10。 WHEN 107 = ToneIndex = 9。 WHEN 108 = ToneIndex = 8。 WHEN 109 = ToneIndex = 8。 WHEN 110 = ToneIndex = 6。 WHEN 111 = ToneIndex = 5。 WHEN 112 = ToneIndex = 3。 WHEN 113 = ToneIndex = 3。 WHEN 114 = ToneIndex = 3。 WHEN 115 = ToneIndex = 3。 WHEN 116 = ToneIndex = 8。 WHEN 117 = ToneIndex = 8。 WHEN 118 = ToneIndex = 8。 WHEN 119 = ToneIndex = 8。 WHEN 120 = ToneIndex = 6。 WHEN 121 = ToneIndex = 8。 WHEN 122 = ToneIndex = 6。 WHEN 123 = ToneIndex = 5。 WHEN 124 = ToneIndex = 3。 WHEN 125 = ToneIndex = 5。 WHEN 126 = ToneIndex = 6。 WHEN 127 = ToneIndex = 8。 WHEN 128 = ToneIndex = 5。 WHEN 129 = ToneIndex = 5。 WHEN 130 = ToneIndex = 5。 WHEN 131 = ToneIndex = 5。 WHEN 132 = ToneIndex = 5。 WHEN 133 = ToneIndex = 5。 WHEN 134 = ToneIndex = 5。 WHEN 135 = ToneIndex = 5。 WHEN 136 = ToneIndex = 0。 WHEN 137 = ToneIndex = 0。 WHEN 138 = ToneIndex = 0。 WHEN OTHERS = NULL。 END CASE。 END PROCESS。 END。 27 圖 仿真圖如下： 圖 仿真輸出波形 音符譯碼電路 ToneTaba 模塊 音符譯碼電路即音調(diào)發(fā)生器實(shí)際上是一個(gè)查表電路，放置 21 個(gè)音樂(lè)簡(jiǎn)譜對(duì)應(yīng)的頻率表，根據(jù)該表為數(shù)控分頻模塊提供所發(fā)音符頻率的初始值，而此數(shù)控分頻模塊入口的停留時(shí)間即為此音符的節(jié)拍數(shù)，以 VHDL 程序中僅設(shè)置了“梁?！睒?lè)曲全部音符所對(duì)應(yīng)的音符頻率的初始值。 其 VHDL 源程序如下 ： LIBRARY IEEE。 USE 。 ENTITY ToneTaba IS PORT ( Index : IN INTEGER RANGE 0 TO 15。 CODE : OUT INTEGER RANGE 0 TO 15。 HIGH : OUT STD_LOGIC。 Tone : OUT INTEGER RANGE 0 TO 167FF )。 END。 ARCHITECTURE one OF ToneTaba IS BEGIN Search : PROCESS(Index) BEGIN 28 CASE Index IS 譯碼電路，查表方式，控制音調(diào)的預(yù)置數(shù) WHEN 0 = Tone = 2047。 CODE = 0。 HIGH = 39。039。 WHEN 1 = Tone = 773。 CODE = 1。 HIGH = 39。039。 WHEN 2 = Tone = 912。 CODE = 2。 HIGH = 39。039。 WHEN 3 = Tone = 1036。 CODE = 3。 HIGH = 39。039。 WHEN 5 = Tone = 1197。 CODE = 5。 HIGH = 39。039。 WHEN 6 = Tone = 1290。 CODE = 6。 HIGH = 39。039。 WHEN 7 = Tone = 1372。 CODE = 7。 HIGH = 39。039。 WHEN 8 = Tone = 1410。 CODE = 1。 HIGH = 39。139。 WHEN 9 = Tone = 1480。 CODE = 2。 HIGH = 39。139。 WHEN 10 = Tone = 1542。 CODE = 3。 HIGH = 39。139。 WHEN 12 = Tone = 1622。 CODE = 5。 HIGH = 39。139。 WHEN 13 = Tone = 1668。 CODE = 6。 HIGH = 39。139。 WHEN 15 = Tone = 1728。 CODE = 1。 HIGH = 39。139。 WHEN OTHERS = NULL。 END CASE。 END PROCESS。 END。 在源程序中 Index 是音樂(lè)節(jié)拍發(fā)生器輸出的音符數(shù)據(jù)； TONE 是為數(shù)控分頻模塊提供的音符頻率的初始值，為方便測(cè)試， 特設(shè)置了一個(gè)音名代碼顯示輸出 CODE和音高指示信號(hào) HUGH 可以通過(guò)一個(gè)數(shù)碼管或 LED 來(lái)顯示樂(lè)曲演奏時(shí)對(duì)應(yīng)的音符和高音名。 CODE 輸出對(duì)應(yīng)該音階簡(jiǎn)譜的顯示數(shù)碼 1， HIGH 輸出為高電平，指示音階為高， HIGH 輸出為低電平時(shí)則指示音階為中音。 圖 音符譯碼器元件符號(hào)圖 仿真圖如下： 29 圖 音符譯碼器仿真輸出波形 數(shù)控分頻模塊 (Speakera)設(shè)計(jì) 數(shù)控分頻器對(duì) FPGA 的基準(zhǔn)頻率進(jìn)行分頻，得到與各個(gè)音階對(duì)應(yīng)的頻率輸出。數(shù)控分頻模塊是 11 位的加法計(jì)數(shù)器構(gòu)成。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿是，產(chǎn)生一個(gè)進(jìn) 位信號(hào) FULLSPKS，該信號(hào)就是用作發(fā)音的頻率信號(hào)。在即使器的預(yù)置端給定不同的初始值，其輸出將產(chǎn)生不同的頻率信號(hào)，頻率信號(hào)初值 Tone 就是前級(jí)音符譯碼電路的輸出。低音時(shí)， Tone 值小，分頻比大，進(jìn)位信號(hào) SPKS 的周期長(zhǎng)，揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音低， Tone 隨音樂(lè)的樂(lè)譜而變化，自動(dòng)控制分頻比，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控分頻，發(fā)生信號(hào)的頻率與 Tone 成正比，這就是利用數(shù)控分頻器演奏音樂(lè)的原理。 通過(guò)分頻后其進(jìn)位信號(hào) FULLSPJKS 是一周期脈沖信號(hào)，為有利于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，在音調(diào)輸出時(shí)再進(jìn)行 2 分頻，將脈沖展寬，使之占空比為 50%，揚(yáng)聲 器這樣就有足夠的發(fā)聲功率。 其 VHDL 源程序如下： LIBRARY IEEE。 USE 。 ENTITY Speakera IS PORT ( clk : IN STD_LOGIC。 Tone : IN INTEGER RANGE 0 TO 167FF。 SpkS : OUT STD_LOGIC )。 END。 ARCHITECTURE one OF Speakera IS SIGNAL PreCLK : STD_LOGIC。 SIGNAL FullSpkS : STD_LOGIC。 BEGIN DivideCLK : PROCESS(clk)