简易钢琴游戏实验报告副本文档格式.docx

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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。

●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）。

●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。

●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（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1717

4、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;

EntityPinaoMasteris

port（

clk:

instd_logic;

--输入50M时钟

address:

instd_logic_vector（6downto0）;

--按键

reset:

--复位开始

beep:

outstd_logic;

--蜂鸣器

cat:

outstd_logic_vector（5downto0）;

--数码管选通

row:

outstd_logic_vector（7downto0）;

--行选通

col:

outstd_logic_vector（6downto0）;

--列赋值

show:

outstd_logic_vector（6downto0））;

--数码管显示

EndentityPinaoMaster;

ArchitectureoneofPinaoMasteris

signalclk1:

std_logic;

signalclk2:

signalpreclk:

signalfullspks:

signalscantmp:

std_logic_vector（2downto0）;

signalLighttmp:

std_logic_vector（1downto0）;

signaltoneindex:

signalcountdown:

integerrange0to30;

signalgrade:

integerrange0to99;

signalG1,G0,T1,T0:

integerrange0to9;

signaltone:

std_logic_vector（10downto0）;

signalcol0:

std_logic_vector（6downto0）;

signalcol1:

signalcol2:

signalcol3:

signalcol4:

signalcol5:

signalcol6:

signalcol7:

signaltime1:

signaltime0:

signalgrade1:

signalgrade0:

begin

clk12M:

process（clk）--12M分频，用于音调的设置

variablecnt:

integerrange0to1;

variabletmp:

if（clk'

eventandclk='

1'

）then

if（reset='

cnt:

=0;

elsifcnt>

=1then

cnt:

tmp:

=nottmp;

else

=cnt+1;

endif;

clk1<

=tmp;

endprocessclk12M;

clk1M:

process（clk）--1M分频，用于扫描

integerrange0to24;

elsifcnt>

=24then

clk2<

endprocessclk1M;

main:

process（clk2,reset）--主进程，对按键进行判断，并产生与分数、倒计时以及蜂鸣器相关的变化

variablecnt1:

integerrange0to199999;

--20万计数器将1M时钟做成0.2s的下降时间间隔

variablecnt2:

integerrange0to5;

--将0.2s变成1s首行重新赋值间隔

if（reset='

）then--复位

cnt1:

cnt2:

grade<

--分数初始化为0

countdown<

=30;

--倒计时初始化为30

col0<

="

0000000"

;

col1<

col2<

col3<

col4<

col5<

col6<

col7<

--点阵初始化

elsif（clk2'

eventandclk2='

if（cnt1=199999）then

cnt1:

cnt2:

=cnt2+1;

col0<

=col1;

col1<

=col2;

col2<

=col3;

col3<

=col4;

col4<

=col5;

col5<

=col6;

col6<

=col7;

col7<

--0.2s逐行下降

=cnt1+1;

if（address="

）then--判断没有按键则不发音或者停止按键则停止发音

toneindex<

000"

elsif（address=col0）then--从点阵的做下面一行开始判断按键是否正确

--若按键正确，把该行置0

=grade+1;

--分数加1

caseaddressis--将按键转化为相应的toneindex,为音调的分频做准备

when"

0000001"

=>

toneindex<

001"

0000010"

010"

0000100"

011"

0001000"

100"

0010000"

101"

0100000"

110"

1000000"

111"

whenothers=>

endcase;

elsif（address=col1）then

caseaddressis

elsif（address=col2）then

elsif（address=col3）then

--第4行和第5行光点正确加2分

=grade+2;

elsif（address=col4）then

elsif（address=col5andcol0="

）then--判断按键与第六行对应且第一行全为0

grade<

=grade+3;

--第6行和第7行正确加3分

caseaddressis

elsif（address=col6andcol1="

）then--判断按键与第七行对应且第二行全为0

elsif（address=col7andcol2="

）then--判断按键与第八行对应且第三行全为0

G1<

=grade/10;

G0<

=grademod10;

--grade/10给分数的十位赋值,grade对10取模给分数的个位赋值

if（cnt2=5）then

if（countdown/=0）then--判断倒计时不为0，则countdown继续减一

countdown<

=countdown-1;

casecountdownis--光点的初始位置，可以存歌曲

when30=>

col7<

when29=>

when28=>

when27=>

when26=>

when25=>

when24=>

when23=>

when22=>

when21=>

when20=>

when19=>

when18=>

when17=>

when16=>

when15=>

when14=>

when13=>

when12=>

when11=>

when10=>

when9=>

when8=>

when7=>

when6=>

when5=>

when4=>

when3=>

when2=>

when1=>

whenothers=>

endcase;

T1<

=countdown/10;

T0<

=countdownmod10;

--countdown/10给倒计时的十位赋值,grade对10取模给倒计时的个位赋值

endif;

endprocessmain;

--数码管显示模块

ShowTime1:

process（T1）--显示倒计时的十位

caseT1is--0-9数字的对应

when9=>

time1<

1111011"

--9

when8=>

1111111"

--8

when7=>

1110000"

--7

when6=>

1011111"

--6

when5=>

1011011"

--5

when4=>

0110011"

--4

when3=>

1111001"

--3

when2=>

1101101"

--2

when1=>

0110000"

--1

when0=>

1111110"

--0

whenothers=>

endprocessShowTime1;

ShowTime0:

process（T0）--显示倒计时的个位

caseT0is

time0<