FPGA实现蜂鸣器播放音乐实验，以儿歌《两只老虎》为例

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FPGA实现蜂鸣器播放音乐

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实现功能：

开发板上电后，通过蜂鸣器播放《两只老虎》。

设计思路

原理：想要让蜂鸣器播放音乐，就需要知道每个音符的频率，再通过换算将频率转换为周期，再结合开发板具体的系统时钟周期，便可计算出每个音符对应多少个系统时钟周期个数，通过对这些个数计数，便可控制蜂鸣器播放不同的音符，也就能播放歌曲。
例：音符1（dou）的频率是523HZ，它的周期是:1/523s,换算成ns是1912045ns,开发板时钟系统频率如果是50MHZ，则每个系统时钟周期是20ns，所以上述是1912045/20个系统周期个数。
具体每个音符的频率可参照下图对照表：

音符与频率对照表

《两只老虎》简谱

代码（全）：

module beep_music  (
//输入与输出信号定义
input              clk  ,
input              rst_n,

output             beep
);
//中间信号定义
reg     [16:0]     cnt0    ;       //产生PWM的计数器
wire               add_cnt0;
wire               end_cnt0;

reg     [7:0]      cnt1    ;      //每个音符持续时间的计数器
wire               add_cnt1;
wire               end_cnt1;

reg     [5:0]      cnt2    ;     //《两只老虎》共32个音节
wire               add_cnt2;
wire               end_cnt2;

reg     [16:0]     pre_set ;    //存放每个音节的频率在系统中的时钟个数

//每个音符对应的系统周期计数,中音
localparam  M1=95602,           //音符1do
	        M2=85178,           //音符rui
	        M3=75872,           //音符mi
	        M4=71633,           //音符fa
	        M5=63775,           //音符so
	        M6=56818,           //音符la
	        M7=50607;           //音符xi

//每个音符对应的系统周期计数,低音音符so，频率392
//周期是1/392s,换算成ns是2551020ns,每个
//系统时钟周期是20ns，所以上述是2551020/20个系统周期个数127,551
localparam  D5=127551;         //音符so,低音


//每个音节的频率在系统时钟周期下对应的系统周期个数
//--------------------------------------------
//比如：音符1的频率是523HZ，它的周期是1/523s,换算成ns是1912045ns,每个
//系统时钟周期是20ns，所以上述是1912045/20个系统周期个数，即cnt0的计数
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        cnt0<=0;
    end
    else if(add_cnt0)begin
        if(end_cnt0)
            cnt0<=0;
        else
            cnt0<=cnt0 1;  
    end
end
assign add_cnt0=1'b1;
assign end_cnt0=add_cnt0 && cnt0==pre_set-1;
assign beep=(cnt0>=(pre_set/2))?1:0;          //每个音符的占空比为50%


//每个音符持续一段时间
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        cnt1<=0;
    end
    else if(add_cnt1)begin
        if(end_cnt1)
            cnt1<=0;
        else
            cnt1<=cnt1 1; 
    end
end
assign add_cnt1=end_cnt0;
assign end_cnt1=add_cnt1 && cnt1==150-1;

//计32个音符(两只老虎共32音节)
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        cnt2<=0;  
    end
    else if(add_cnt2)begin
        if(end_cnt2)
            cnt2<=0;   
        else 
            cnt2<=cnt2 1;
    end
end
assign add_cnt2=end_cnt1;
assign end_cnt2=add_cnt2 && cnt2==32-1;

//存放歌曲的简谱
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
    if(!rst_n)begin
        pre_set<=0;  
    end
    else begin
        case(cnt2)
                0:pre_set<=M1;
				1:pre_set<=M2;
				2:pre_set<=M3;
				3:pre_set<=M1;
				4:pre_set<=M1;
				5:pre_set<=M2;
				6:pre_set<=M3;
				7:pre_set<=M1;
				8:pre_set<=M3;
				9:pre_set<=M4;
				10:pre_set<=M5;
				11:pre_set<=M3;
				12:pre_set<=M4;
				13:pre_set<=M5;
				14:pre_set<=M5;
				15:pre_set<=M6;
				16:pre_set<=M5;
				17:pre_set<=M4;
				18:pre_set<=M3;
				19:pre_set<=M1;
				20:pre_set<=M5;
				21:pre_set<=M6;
				22:pre_set<=M5;
				23:pre_set<=M4;
				24:pre_set<=M3;
				25:pre_set<=M1;
				26:pre_set<=M2;
				27:pre_set<=D5;
				28:pre_set<=M1;
				29:pre_set<=M2;
				30:pre_set<=D5;
				31:pre_set<=M1;
				default:pre_set<=0;
        endcase
    end
end
endmodule

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