1. 實(shí) 驗(yàn) 任 務(wù)

　　實(shí)現(xiàn)開發(fā)板上的蜂鳴器發(fā)出警車鳴笛聲。通過這個實(shí)驗(yàn)，掌握采用 VerilogHDL 語言編程實(shí)現(xiàn)蜂鳴器發(fā)聲的方法。

　　2. 實(shí) 驗(yàn) 環(huán) 境

　　硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境為艾米電子工作室型號 EP2C8Q208C8 增強(qiáng)版開發(fā)套件。軟件實(shí)驗(yàn)環(huán)境為 Quartus II 8.1 開發(fā)軟件。

　　3. 實(shí) 驗(yàn) 原 理

　　艾米電子工作室開發(fā)板板載 50MHZ 的晶振，通過 Verilog HDL 語言編程將此頻率分頻后驅(qū)動一個 I/O 口。這個 I/O 口連接到一個交流蜂鳴器。通過改變這個 I/O 口的輸出頻率，就可以使蜂鳴器發(fā)出各種聲音和音樂。本次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)蜂鳴器發(fā)出警車鳴笛聲，問題現(xiàn)在變得比上個實(shí)驗(yàn)復(fù)雜起來。我們需要產(chǎn)生一個音調(diào)的變化，使之聽起來像是警車的笛聲。仍然從“tone”計(jì)數(shù)器開始。我們僅使用 23 位，這樣便可以得到兩倍與前面的頻率（最高有效位大約以 3Hz 的頻率翻轉(zhuǎn)）。

　　下面是如何產(chǎn)生變化的音調(diào)的技巧。使用一個寄存器“ramp”來表征當(dāng)前的音調(diào) ， 則 要 求 ramp 的 值 在 某 一 區(qū) 間 來 回 變 化 ， 例 如 。..-2-1-0-1-2-3-。..-127-126-125-。..-2-1-0-1-2-。..?？紤]“tone”計(jì)數(shù)器的 15 到 21 位（tone［21:15］）， 這是一個在 0 到 127 之間循環(huán)遞增的值，0-1-2-。..-127-0-。再考慮這幾位的反轉(zhuǎn)，即~tone［21:15］，這是一個在 127-0 之間循環(huán)遞減的值。如 果 能 控 制 ramp 在 這 兩 個 值 之 間 來 回 切 換 ， 即 可 得 到 一 個 形如。..-0-1-2-。..-127-126-125-。..的計(jì)數(shù)器。而這個變化規(guī)律正好符合警車笛聲的 音調(diào)變化規(guī)律。為了讓 ramp 在這兩個值之間來回切換，我們使用 tone［22］ 來控制。可以這樣考慮，tone［22： 15］從 0 計(jì)數(shù)，對于前 128 個值（0-127）， tone［22］等于 0，后 128 個值（128-255），tone［22］等于 1。于是我們就可以使 用 tone［22］來控制 ramp 的取值，當(dāng) tone［22］等于 0 時，讓 ramp 等于 tone［21:15］，當(dāng) tone［22］等于 1 時，讓 ramp 等于~tone［21:15］。這樣一來 ramp 就會在7b‘0000000與7b’1111111之間來回變化。 為了得到一個對于產(chǎn)生聲音有用的值， 我們在其前面補(bǔ)上兩位數(shù)據(jù)“01”，并且在其尾部也補(bǔ)上 6 個 0，即“000000”。通過這樣的處理，“clkdivider” 就擁有了一個在 15‘b010000000000000 與15’b011111111000000 之間來回變化的值（或者以 16 進(jìn)制表示在 15‘h2000 與15’h3FC0，以十進(jìn)制表示在 8192 到 16320 之間變化）。當(dāng)輸入頻率為 50MHz時，將產(chǎn)生頻率在 765Hz 到 1525Hz 之間變化的音調(diào)，從而產(chǎn)生類似于警車笛聲的聲音。