简易钢琴游戏实验报告---副本.docx

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1、北京邮电大学实验报告实验名称：简易钢琴游戏学院：信息与通信工程学院班级：2011211118姓名：____####学号：_2011210###日期：2013.11.9一、实验名称：简易钢琴游戏二、实验任务要求：基本要求：1、用8×8点阵进行游戏显示。2、BTN1～BTN7七个按键模拟钢琴演奏时的“1234567”七个音符。点阵的第一列对应音符“1”，第二列对应音符“2”，依此类推，低中高音自定。3、光点在点阵第一行随机出现，逐点下落，下落速度为0.2秒/行，如图1所示。4、在光点下落到点阵最后一行之前的过程中，如果按下与该列点阵相应的音符键，该光点消失，蜂

2、鸣器演奏相应的音符声音，计分器加1。如果在光点下落到最后一行依然没有进行相应的按键操作，该光点消失，计分器不加分。计分器由数码管显示。5、每隔1秒在点阵的不同列的第一行出现一个光点，如图2所示。6、游戏时间为30秒，数码管倒计时显示。提高要求：1、光点在点阵某行随机出现，然后逐点下落。2、下落速度随机变化。3、光点按照存储的乐曲顺序和速度的出现。4、自拟其它功能。三、系统设计：1、设计思路：分频器把50MHZ的时钟频率分别分成12MHz和1MHZ两个时钟，用于分频产生声音、以及数码管和点阵的扫描。主进程进行按键（address）的判断，分别产生相应的ton

3、eindex（音调）和grade（分数）为发声和分数显示做准备，同时countdown（倒计时）每一秒进行递减。将输出的grade和countdown分别进行除10和对10取模操作，进入数码管显示模块得到分数和倒计时显示；输出的toneindex进入生成音节的分频预置数的tonetaba。Tonetaba把分频预置数的码tone输入speaker来控制12MHZ的脉冲分频，得到所需要的音符频率。音调分频模块GradeCol0~col7Toneindex输入按键检测模块倒计时模块分数模块点阵赋值模块数码管cat选通显示点阵逐行扫描显示蜂鸣器Countdown

4、2、系统模块3、分块设计：l主模块：当reset=‘1’时，进行复位。然后检测按键是否按下，不按下则不发声不加分；若是停止按键，则是停止发声。若有按键（address），则依次从点阵的最下一行开始检测按键是否正确（检测到第六行后应同时检测当前检测行的前五行为全0，以保证点阵上同时有两点时上面的一点不会被错误的消掉），按键正确则grade（得分）加分。每隔0.2秒点阵个各行赋值依次下移一行。Countdown（倒计时）每一秒减一，同时给点阵光点出现的初始位置赋一次值。将输出的grade和countdown分别进行除10和对10取模操作，分别对应其十位和个位。

5、l数码管显示模块：建立0-9十个数字相应的表，使用1M的时钟对输入的分数和倒计时分别扫描显示（show）。l点阵显示模块：使用1M时钟一次扫描点阵每一行的值，然后赋给col进行显示。l蜂鸣器模块：将传入的toneindex建表（tonetable）依次转化为相应的分频预置数，然后把12M的时钟按分频预置数进行分频，再进行二分频以使声音更清晰。三、仿真波形及波形分析1、1M分频：图示为一个50分频器，本实验中使用的是50M的输入时钟，则可以分成一个1M的时钟，同时还分了一个12M的时钟，这里未给出。2、按键转换按键转换模块，从图中我们可以看出，根据输入的按键

6、（address）分别转化为相应的toneindex，为后续用12M的时钟分成相应的音调做准备。比如，address=”0001000”时代表的是按btn4，则转换成”100”;当无按键的时候，即address=”0000000”时，toneindex=”000”蜂鸣器不发声。3、转换成音调分频预置数将输入的toneindex转化为相应的预置分频数，我们可以看到，当toneindex为111时，对应的预置分频数为17174、按预置数分频（1717）我们可以通过这个波形图检测当分频预置数为1717时，分频比为12*（2047-1717）*2=7920，则对应

7、的音调为12M/7920等于1975HZ。对应高音7.5、数码管显示从图中我们可以看到数字0，对应的show为”1111110”，其他的1-9的数字都是依次对应show的值。同时，通过一个1M的时钟进行扫描，使数码管无闪烁现象。6、点阵显示从图中我们可以看到，以1M的时钟逐行扫描点阵，使点阵看起来不会闪烁。用row来控制各行的选通。比如。Row=”11111011”时，只有第三行有显示。五、源程序libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;EntityPinao

8、Masterisport(clk:instd_logic;--输入