FPGA入门系列实验教程——蜂鸣器发出警车鸣笛声
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Verilog HDL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 II8.1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...---。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，-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...--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。
4.实验程序
module beep(clk,beep);
input clk;
output beep;
reg beep;
reg[22:0]tone;
乃父
reg[14:0]counter;
always@(podge clk)
begin
tone<=tone+1;
end
wire[6:0]ramp=(tone[22]?tone[21:15]:~tone[21:15]);
wire[14:0]clkdivider={2'b01,ramp,6'b000000};
always@(podge clk)if(counter==0)counter<=clkdivider;
el counter<=counter-1;
always@(podge clk)
begin大学英语四级试题
if(counter==0)
beep<=~beep;
end
endmodule
5.实验步骤
（1）建立新工程项目：
打开Quartus II软件，进入集成开发环境，点击File→New project wizard建立一个工程项目beep。
（2）建立文本编辑文件：
点击File→New..在该项目下新建Verilog HDL源程序文件beep.v，输入
试验程序中的源程序代码保存后选择工具栏中的
rossion按钮，配置beep以及clk的引脚。
（5）编译工程项目：
在Quartus II主页面下，选择Processing→Start Compilation或点击工具
栏上的
6.实验现象
开发板上的蜂鸣器发出警车鸣笛声。现在让我们在本实验的基础上如何让FPGA发出“高速追击”的声音。这个时候警笛声时快时慢。因此使用"tone[21:15]"来得到一个快速的变调，而使用"tone[24:18]"来得到一个慢速的变调。
7.带高速追击的警车鸣笛声程序
module beep(clk,beep);
input clk;
output beep;
reg beep;
reg[27:0]tone;
reg[14:0]counter;
always@(podge clk)
大学英语四六级查询
束缚是什么意思begin
tone<=tone+1;
end
wire[6:0]fastsweep=(tone[22]?tone[21:15]:~tone[21:15]);
wire[6:0]slowsweep=(tone[25]?tone[24:18]:~tone[24:18]);
服务员英文怎么写wire[14:0]clkdivider={2'b01,(tone[27]?slowsweep:fastsweep),6'b000000}; always@(podge clk)
begin
if(counter==0)counter<=clkdivider;
el counter<=counter-1;
账本装订end
always@(podge clk)
begin
汽车熄火if(counter==0)
beep<=~beep;
end
endmodule
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