实 验 报 告
1 实验要求
用所学知识和编程技巧,编写一段程序,实现用蜂鸣器演奏一首歌曲。按下(sw2)按键,蜂鸣器唱出一首歌,歌曲可以自己选择,主要是通过不同的频率来实现不同的音调。
2 实验原理
2.1蜂鸣器类型
蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。1、压电式蜂鸣器主要由多谐振荡、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后(1.5~15V直流工作电压),多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号,阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。2、电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。
实验箱上蜂鸣器驱动原理:通过FPGA的143管脚驱动蜂鸣器发声,不同的频率使蜂鸣器发出不同的音调。
2.2音乐歌曲元素
一首歌曲由音调和节拍两个主要的元素组成。对于蜂鸣器来说,频率的高低决定了音调的高低。所有不同频率的信号都是从同一个基准频率分频得来的。由于音阶频率多为非整数,而分频系数又不能为小数,故必须 将计算得到的分频数四舍五入取整。若基准频率过低,则由于分频比太小,四舍五入取证后的误差较大。若基准频率过高,虽然误差变小,但分频数将变大。实际的设计在尽量减小频率误差的前提下去合适的基准频率。
给蜂鸣器输入相应的频率,可以使其发出表中所示的低音、中音、高音的do~xi的声音。将其按照音乐演奏的规律组合,便可以得到所需要的乐曲。
2.3任务原理
2.3.1音调的控制
频率的高低决定了音调的高低。音乐的十二平均率规定;每两个8度音之间的频率相差1倍。在两个8度音之间,又可分为12个半音,每两个半音的频率比为。另外,音名A的频率为440Hz,音名B到C直接、E到F之间为半音,其余为全音。由此可以计算出简谱中从低音1至高音1之间每个音名对应的频率如表1中所示。
…… …… 余下全文