简易钢琴游戏实验报告 - 副本.docx

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:
实验名称:
简易钢琴游戏
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“1 2 3 4 5 6 7”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 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。
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toneindex(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;aba。aba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
Grade
Col0~col7
Toneindex
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
2、系统模块


3、分块设计:
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。。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(able)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。
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