用Verilog HDL 语言编程实现硬件电子琴。用下载板上的50MHz为基准,获得系统所需频率。具体要如下 1)曲子的简谱如下: 3|2 21 - l 11 55|665- 4 3 2)曲子节拍是1分钟60拍。
时间: 2024-03-20 13:44:11 浏览: 50
好的,这是一个关于硬件电子琴的Verilog HDL设计问题,我可以给您提供一个简单的代码示例来实现这个功能。
首先,我们需要将50MHz的时钟信号分频为产生音符和节拍所需的频率。假设我们想要产生音符和节拍的频率为1kHz,我们需要将50MHz的时钟信号分频为50kHz,然后再将50kHz的时钟信号分频为1kHz的音符和节拍信号。我们可以使用下面的代码实现分频功能:
```
module clk_divider(
input clk,
output reg clk_out
);
reg [23:0] count = 0;
always @(posedge clk)
begin
count <= count + 1;
if(count == 999)
begin
clk_out <= ~clk_out;
count <= 0;
end
end
endmodule
```
在上面的代码中,我们使用了一个计数器来计数时钟周期数,当计数器的值达到999时,就切换时钟输出的状态。这个时钟分频模块将50MHz的时钟信号分频为1kHz的时钟信号。
接下来,我们需要根据曲子的简谱生成对应的音符信号。我们可以使用一个状态机来实现这个功能。我们可以将每个音符定义为一个状态,并在不同的状态之间切换。每个状态的持续时间由计数器控制。下面是一个简单的代码示例:
```
module music_player(
input clk,
input reset,
output wire [3:0] note
);
// 定义状态
parameter S_3 = 3'b000;
parameter S_2 = 3'b001;
parameter S_2_1 = 3'b010;
parameter S_L = 3'b011;
parameter S_1 = 3'b100;
parameter S_5 = 3'b101;
parameter S_5_6 = 3'b110;
parameter S_END = 3'b111;
// 定义计数器
reg [22:0] count = 0;
// 定义状态机
reg [2:0] state = S_3;
always @(posedge clk)
begin
if(reset)
begin
state <= S_3;
count <= 0;
end
else
begin
count <= count + 1;
case(state)
S_3: begin
note <= 4'b0011; // 发出3号音符
if(count == 500)
state <= S_2;
end
S_2: begin
note <= 4'b0010; // 发出2号音符
if(count == 250)
state <= S_2_1;
end
S_2_1: begin
note <= 4'b0001; // 发出2号音符的高音
if(count == 250)
state <= S_L;
end
S_L: begin
note <= 4'b1011; // 发出L音符
if(count == 500)
state <= S_1;
end
S_1: begin
note <= 4'b0001; // 发出1号音符
if(count == 500)
state <= S_5;
end
S_5: begin
note <= 4'b0101; // 发出5号音符
if(count == 500)
state <= S_5_6;
end
S_5_6: begin
note <= 4'b0110; // 发出5号音符的高音
if(count == 250)
state <= S_4;
end
S_4: begin
note <= 4'b0100; // 发出4号音符
if(count == 250)
state <= S_3;
end
endcase
end
end
endmodule
```
在上面的代码中,我们定义了一个状态机来控制音符的产生,每个状态代表一个音符。在每个状态中,我们使用计数器来控制音符的持续时间。当计数器达到指定的值时,就切换到下一个状态,并发出对应的音符信号。在本例中,我们使用4位输出端口将音符信号输出。
最后,我们需要生成对应的节拍信号。我们可以使用一个简单的计数器模块来实现这个功能。下面是一个简单的节拍信号生成模块:
```
module beat_generator(
input clk,
input reset,
output reg beat
);
// 定义计数器
reg [22:0] count = 0;
always @(posedge clk)
begin
if(reset)
begin
beat <= 0;
count <= 0;
end
else
begin
count <= count + 1;
if(count == 83333) // 1分钟60拍,每拍持续1秒,因此每拍需要83333个时钟周期
begin
beat <= ~beat;
count <= 0;
end
end
end
endmodule
```
在上面的代码中,我们使用一个计数器来计数时钟周期数。当计数器的值达到83333时,就切换节拍输出的状态,发出一个节拍信号。我们将节拍信号输出到一个输出端口,并使用一个时钟分频模块来生成1kHz的时钟信号。
综上所述,我们可以使用Verilog HDL语言来实现硬件电子琴的设计,需要使用计数器和时钟分频技术来生成对应的音符和节拍信号,并使用输出端口将信号输出到音箱或扬声器。在完成设计之后,我们可以进行仿真测试来验证设计的正确性和功能。
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