本次设计要求使用EDA工具，设计实现简易音乐演奏器，理解音名与频率的关系及数控分频原理，经过对整体进行模块化分析、编程、综合、仿真及最终下载，完整实现简易音乐器的播放功能。

本设计由四个模块组成，如图1所示。

音调 发生

数控 分频

音调 编码

图1 乐曲演奏电路的结构示意

2. 工作原理

1、音调的控制：

频率的高低决定了音调的高低。通过查阅资料，得到下面的音符名与频率的关系表：

音符名	频率/hz	音符名	频率/hz	音符名	频率/hz
低音1	262	中音1	523	高音1	1046
低音2	294	中音2	587	高音2	1175
低音3	330	中音3	659	高音3	1318
低音4	349	中音4	698	高音4	1397
低音5	392	中音5	784	高音5	1568
低音6	440	中音6	880	高音6	1760
低音7	494	中音7	988	高音7	1976

分频比预置数的计算：

分频比就是从6Mhz基准频率通过二分频得到的3Mhz频率基础上计算得到的。对于乐曲中的休止符，只需将其分频系数设为0，将分频预置数设为16383即可。例如：低音3的频率为330hz，分频比为3M/330hz=3000000/330=9091,则其分频预置数为：16383-9091=7292。其他的音符对应的分频比和分频比预置数均按此法计算可得到。依次计算出低、中、高3X7=21个音的预置数。

各音阶对应的预置数如下表：

音符名	预置数	音符名	预置数	音符名	预置数
低音1	4933	中音1	10647	高音1	13515
低音2	6179	中音2	11272	高音2	13830
低音3	7292	中音3	11831	高音3	14107
低音4	7787	中音4	12085	高音4	14236
低音5	8730	中音5	12556	高音5	14470
低音6	9565	中音6	12974	高音6	14678
低音7	10310	中音7	13347	高音7	14858

2、音长的控制：

音符的持续时间必须根据乐曲的速度及每个音符的节拍数来确定。本试验中，设定最短的音符为4分音符，若将全音符的持续时间设为1s的话，则需要提供一个4Hz的时钟频率即可产生4分音符的时间，每1/4个节拍的时间为0.25s，一个完整的节拍为1s。

5 5|6 5 1|7 —5 5|6 5 2|1 —5 5|5 3 1|7 6—|0 04 4|3 1 2|1 —

根据声乐知识，组成乐曲的每个音符的发音频率值及其持续的时间是乐曲能连续演奏所需的两个基本要素，获取这两个要素所对应的数值以及通过纯硬件的手段来利用这些数值实现所希望乐曲的演奏效果是本实验的关键。

该设计在Quartus II的EDA软件平台上，通过定制LPM-ROM存储音乐数据，达到了以纯硬件的手段来实现乐曲的演奏效果。只要修改LPM-ROM中所存储的音乐数据，就可以实现其它乐曲的演奏。

3.原理图

4. 源代码

请移步到musicplayer_liangzhu.rar