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上传日期: 2019-06-12

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资料介绍

标签:蜂鸣器(223)计数器(745)fpga(9642)

  1. 实 验 任 务

  实现开发板上的蜂鸣器发出警车鸣笛声。通过这个实验,掌握采用 VerilogHDL 语言编程实现蜂鸣器发声的方法。

  2. 实 验 环 境

  硬件实验环境为艾米电子工作室型号 EP2C8Q208C8 增强版开发套件。软件实验环境为 Quartus II 8.1 开发软件。

  3. 实 验 原 理

  艾米电子工作室开发板板载 50MHZ 的晶振,通过 Verilog HDL 语言编程将此频率分频后驱动一个 I/O 口。这个 I/O 口连接到一个交流蜂鸣器。通过改变这个 I/O 口的输出频率,就可以使蜂鸣器发出各种声音和音乐。本次实验实现蜂鸣器发出警车鸣笛声,问题现在变得比上个实验复杂起来。我们需要产生一个音调的变化,使之听起来像是警车的笛声。仍然从“tone”计数器开始。我们仅使用 23 位,这样便可以得到两倍与前面的频率(最高有效位大约以 3Hz 的频率翻转)。

  下面是如何产生变化的音调的技巧。使用一个寄存器ramp”来表征当前的音调 , 则 要 求 ramp 的 值 在 某 一 区 间 来 回 变 化 , 例 如 。..-2-1-0-1-2-3-。..-127-126-125-。..-2-1-0-1-2-。..。考虑“tone”计数器的 15 到 21 位(tone[21:15]), 这是一个在 0 到 127 之间循环递增的值,0-1-2-。..-127-0-。再考虑这几位的反转,即~tone[21:15],这是一个在 127-0 之间循环递减的值。如 果 能 控 制 ramp 在 这 两 个 值 之 间 来 回 切 换 , 即 可 得 到 一 个 形如。..-0-1-2-。..-127-126-125-。..的计数器。而这个变化规律正好符合警车笛声的 音调变化规律。为了让 ramp 在这两个值之间来回切换,我们使用 tone[22] 来控制。可以这样考虑,tone[22: 15]从 0 计数,对于前 128 个值(0-127), tone[22]等于 0,后 128 个值(128-255),tone[22]等于 1。于是我们就可以使 用 tone[22]来控制 ramp 的取值,当 tone[22]等于 0 时,让 ramp 等于 tone[21:15],当 tone[22]等于 1 时,让 ramp 等于~tone[21:15]。这样一来 ramp 就会在7b‘0000000与7b’1111111之间来回变化。 为了得到一个对于产生声音有用的值, 我们在其前面补上两位数据“01”,并且在其尾部也补上 6 个 0,即“000000”。通过这样的处理,“clkdivider” 就拥有了一个在 15‘b010000000000000 与15’b011111111000000 之间来回变化的值(或者以 16 进制表示在 15‘h2000 与15’h3FC0,以十进制表示在 8192 到 16320 之间变化)。当输入频率为 50MHz时,将产生频率在 765Hz 到 1525Hz 之间变化的音调,从而产生类似于警车笛声的声音。

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