一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理
六、实验结果与分析（必填）
七、 讨论、心得
一、实验目的和要求：
实验目的：
（1）掌握音符产生的方法，了解DDS 技术的应用。 （2）了解AC97音频接口电路的应用。 （3）掌握系统“自顶而下”的设计方法。
实验任务：
设计一个音乐播放器。
（1）可以播放四首乐曲，设置play 、next 、reset 三个按键。按play 键播放当前乐曲，按next 键播放下一首乐曲。
（2）LED0指示播放情况（播放时点亮）、LED2和LED3指示当前乐曲序号。 二、实验内容和原理
（1）音乐播放器的设计原理
根据实验任务可将系统分为主控制器（mcu ）、乐曲读取（song_reader
）、音符
播放（note_player）、AC97音频接口（codec_conditioner）和ac97_if五个子模块，系统的总体框图如下：
各个模块的功能如下：
模块接收按键信息，通知song_reader模块是否要播放（play）及播放哪首乐曲（song），若一曲播放结束则进入播放结束END状态。
模块根据mcu模块的要求，逐个取出音符{note，duration}送给note_player模块播放，当一首乐曲播放完毕，回复mcu模块乐曲播放结束信号（song_done）。
模块接收到需播放的音符，在音符的持续时间内，以48kHz速率送出该音符的正弦波样品给AC97音频接口模块。当一个音符播放结束，向song_reader模块发送一个note_done脉冲索取新的音符。
、ac97_if模块负责与AC97音频系统接口工作，本实验已提供了这两个模块的代码。
另外，按键处理模块完成输入同步化、防颤动和脉宽变换等功能。
1、主控制模块mcu的设计
mcu模块是主控制模块，有响应按键信息、控制系统播放两大任务，工作流程如下面的流程图所示。要求系统复位后经RESET状态初始化后进入WAIT状态等待按键输入或乐曲播放结束应答，若有按键输入则转入相应的按键处理状态（NEXT或PLAY），若一曲播放结束则进入结束播放END状态。
mcu的控制器算法流程图如下图：
以下为mcu的端口含义
结合以上算法流程图和端口定义，mcu模块代码如下：
module mcu(clk, reset, play_button, next, play, reset_play, song, song_done ); parameter RESET=0, WAIT=1, END=2, NEXT=3, PLAY=4;
input reset, play_button,song_done,clk,next;
output reg [1:0] song;
output reg play, reset_play;
reg state;
always @( posedge clk )
begin
if (reset)
begin play<=0; song<=2'b00;reset_play<=1; state<=RESET; end
else
case (state)
RESET:
begin reset_play<=0; state<=WAIT; end
WAIT:
if (song_done)
begin state <=END; play<=0; reset_play<=1; end
else if (next)
begin state <=NEXT; play<=1; reset_play<=1; song<=song+1; end else if (~play_button)
begin state <=PLAY; play<=1; reset_play<=0; end
else
begin state <=WAIT; reset_play<=0; end
END, NEXT, PLAY:
begin state <=WAIT; reset_play<=0; end
endcase
end
endmodule
2、乐曲读取模块song_reader的设计
乐曲读取模块song_reader的功能有：
（1）根据mcu模块的要求，选择播放乐曲；
（2）相应note_player模块请求，从song_rom中逐个取出音符{note,duration}送给note_player模块播放；
（3）判断乐曲是否播放完毕，若播放完毕，则回复mcu模块应答信号。
根据设计要求，以下是song_reader模块的结构框图
根据设计要求，以下是song_reader模块的端口含义
以下是song_reader的算法流程图
地址计数器为5位二进制计数器，其中note_done 为计数允许输入，状态q为song_rom的低5位地址，song[1:0]为song_rom高两位地址。
当地址计数器出现进位或duration为0时，表示乐曲结束，应输出一个时钟周期宽度的高电平脉冲信号song_done。
结束判断模块应调用提供的模块one_pulse，使输出为一个时钟周期宽度的高电平脉冲。
结合上图以及模块要求，编写song_reader代码如下：
module
song_reader(clk,reset,play,song,note_done,song_done,note,duration,
new_note );
input clk,reset,play,note_done;
input [1:0] song;
output song_done, new_note;
output [5:0] note, duration;
parameter RESET=0, NEW_NOTE=1, WAIT=2, NEXT_NOTE=4;
reg [1:0] STATE;
reg new_note;
always @( posedge clk )
begin
if (reset==1) begin new_note<=0; STATE<=RESET; end else
case (STATE)
RESET:
if (play==1)
begin new_note<=1; STATE<=NEW_NOTE; end
else
begin new_note<=0; STATE<=RESET; end
NEW_NOTE:
begin new_note<=0; STATE<=WAIT; end
WAIT:
if (play==1)
if (note_done==1)
begin new_note<=0; STATE<=NEXT_NOTE; end
else
begin new_note<=0; STATE<=WAIT; end
else begin new_note<=0; STATE<=RESET; end
NEXT_NOTE:
begin new_note<=1; STATE<=NEW_NOTE; end
endcase
end
wire [4:0] q;
wire co;
song_rom
song_rom1(.clk(clk),.dout({note,duration}),.addr({song,q}));
addr_counter
addr_counter1(.clk(clk),.reset(reset),.note_done(note_done),.q(q),.co( co));
end_judging
end_judging1(.co(co),.duration(duration),.clk(clk),.song_done(song_don
e));
（返回给主控制器一个应答信号，即框图中的结束判断模块）
endmodule
其中模块end_judging的代码如下：
module end_judging(co, duration, clk, song_done);
parameter N=6;
input co;
input [N-1:0] duration;
input clk;
output song_done;
wire [N-1:0] dd;
wire qq;
assign song_done = ~qq & dd;
assign dd = co | (duration==6'b00000);
D_FF dff1(.d(dd), .clk(clk), .q(qq));
endmodule
其中模块counter的代码如下：
module addr_counter(clk,q,co,reset,note_done); input clk,reset,note_done;
output reg [4:0] q;
output co;
assign co=note_done&&(&q);
always @ (posedge clk)
begin
if(reset) begin q<=0; end
else
begin if(note_done) q<=q+1;
else
q<=q;
end
end
endmodule
3、音符播放模块note_player的设计
音符播放模块note_player是本实验的核心模块，它的主要功能有：
（1）从送song_reader模块接收所需播放的音符信息{note,duration}；
（2）根据note值找出DDS的相位增量step_size；
（3）以48kHz速率从Sine ROM取出正弦样品送给AC97接口模块；
（4）当一个音符播放完毕，向song_reader模块索取新的音符。
根据note_player模块的任务，进一步划分功能单元，为简化设计，可将产生正弦样品的DDS模块设计一个独立子模块sine_reader。
note_player控制器负责与song_reader模块接口，读取音符信息，并根据音符信息从Frequency ROM中读取相位增量step_size送给DDS子模块sine_reader。另外，note_player控制器还需要控制音符播放时间。note_player控制器的算法流程如下。在复位或未播放时，控制器处于RESET状态，PLAY为音符播放状态，当一个音符播放结束时，控制器进入DONE状态，PLAY为音符播放状态，当一个音符播放结束时，控制器进入DONE状态，置位done_with_note,向song_reader模块索取新的音符，然后进入LOAD状态，读取新的音符后进入PLAY状态播放下一个音符。
note_player模块的结构框图如下：
note_player控制器的算法流程图如下：
音符定时器为6位二进制计数器，beat、time_clear分别为使能、清0信号，均为
高电平有效。定时时间为音符的长短（duration_to_load个beat周期），timer_done 为定时结束标志。
根据实验要求以下是note_player模块代码：
module note_player(clk, reset, play_enable, note_to_load,
duration_to_load,
done_with_note, load_new_note,beat, generate_next_sample, sample_out, new_sample_ready);
input clk;
input reset;
input play_enable;
output done_with_note;
lk(clk), .reset(reset), .step_size({10'd18, 10'd791}),
.step_size(step_size), .generate_next_sample(generate_next_sample ),
.new_sample_ready(new_sample_ready), .sample_out(sample_out) );
（note_player控制器一段式描述代码）
parameter RESET=0,PLAY=1,LOAD=2,DONE=3;
reg [1:0] state;
reg done_with_note;
reg timer_clear;
wire timer_done;
reg[5:0] note;
always @( posedge clk)
if (reset) begin state<=RESET; note<=6'b0; done_with_note<=0; timer_clear<=1; end
else
case (state)
RESET,LOAD,DONE:
if (~play_enable) begin state<=RESET; note<=6'b0;
done_with_note<=0; timer_clear<=1;
end
else if(~load_new_note)
begin state<=PLAY; done_with_note<=0; timer_clear<=0; end
else
begin state<=LOAD; note<=note_to_load;
done_with_note<=0; timer_clear<=1;
end
PLAY:
if(timer_done)
begin state<=DONE; note<=note_to_load;
done_with_note<=1; timer_clear<=1; end
else if (~play_enable)
begin state<=RESET; note<=6'b0; done_with_note<=0;
timer_clear<=1; end
else if(~load_new_note)
begin
state<=PLAY; done_with_note<=0; timer_clear<=0; end
else begin state<=LOAD; note<=note_to_load;
done_with_note<=0;
timer_clear<=1; end
default: begin state<=RESET; note<=6'b0;
done_with_note<=0; timer_clear<=1;
end
endcase
frequency_rom frequency_rom_inst(.clk(clk) ,.dout(step_size),.addr(note));
note_timer note_timer(.cin(duration_to_load),.en(beat), .clk(clk),.r(timer_clear),.cout(timer_done));
endmodule
其中模块note_timer音符定时器代码如下：
module note_timer (cout, cin , r, clk, en);
parameter n=6;
reg[n-1:0] q;
output cout;
input[n-1:0] cin;
input r, clk, en;
assign cout=en&&(q==(cin-1));
always @(posedge clk)
if (r) q=0;
else if(en) q =q + 1;
else q = q;
endmodule
子模块sine_reader的功能就是利用DDS技术产生正弦样品。
在本实验中，系统时钟clk与取样脉冲generate_next_sample为两个不同信号；
实验中相位增量为22位，其中小数部分为10位。对于step_size本身为20位二进制数的问题，可通过对其进行{2’b00,step_size}处理使其扩展至22位。
sine_reader原理框图：
sine_rom的地址和数据处理方法：
由以上sine_reader原理框图以及sine_rom的地址和数据处理方法可得sine_reader
模块代码。
module sine_reader( step_size, clk, generate_next_sample, reset, sample_out, new_sample_ready);
input [19:0] step_size;
input clk, generate_next_sample, reset;
output [15:0] sample_out;
output new_sample_ready;
wire [21:0] raw_addr;
wire [21:0] sum;
wire [ 9:0] rom_addr;
wire [15:0] sample;
wire [15:0] raw_data;
full_adder #(22)
adder(.a(raw_addr), .b({2'b00, step_size}), .s(sum), .ci(1'b0), .co()); D_FFRE #(22)
dffr1(.d(sum), .en(generate_next_sample), .r(reset), .clk(clk), .q(raw_ad dr));
addr_processor
addr_pro(.in_addr(raw_addr[20:10]), .out_addr(rom_addr));
sine_rom
sine_rom1(.clk(clk), .dout(raw_data), .addr(rom_addr));
data_processor #(16)
data_pro(.flag(raw_addr[21]), .in_data(raw_data), .out_data(sample)); D_FFRE #(16)
dffr2(.d(sample), .en(generate_next_sample), .r(reset), .clk(clk), .q(s ample_out));
D_FF
dffr3(.d(generate_next_sample), .clk(clk), .q(new_sample_ready)); endmodule
其中地址处理（addr_processor）模块的代码如下：
module addr_processor(in_addr, out_addr);
input [10:0] in_addr;
output [9:0] out_addr;
assign
out_addr[9:0]=(in_addr[10])((in_addr[10:0]==1024)1023:(~in_addr[9:0]+1)): in_addr[9:0];
endmodule
其中数据处理模块（data_processor）的代码如下：
module data_processor (flag, in_data, out_data);
parameter N=1;
input flag;
input [N-1:0] in_data;
output [N-1:0] out_data;
assign out_data=(flag)(~in_data+1):in_data;
endmodule
其中加法器（full_addr）的代码如下：
module full_adder(a, b, s, ci, co);
parameter N=1;
input [N-1:0] a, b;
input ci;
output [N-1:0] s;
output co;
assign {co, s}=a+b+ci;
endmodule
此外在music_player模块下还要求编写beat_generator模块代码：
module beat_generator(clk,ci,co);
parameter N=1000;
parameter CounterBits=10;
output co;
input ci,clk;
reg[CounterBits:1] qout=0;
assign co=(qout==(N-1))&ci;
always@(posedge clk)
begin if(ci)
begin if(qout==(N-1))qout=0;
else qout=qout+1;
end
end
endmodule
三、主要仪器设备
1.装有ISE、Modelsim SE和ChipScope Pro软件的计算机。
Virtex-ⅡPro开发系统一套。
3.耳机一副。
四、操作方法和实验步骤
1.编写mcu、song_reader和note_player三个模块的Verilog HDL代码及其测试代码，并用Modelsim仿真。
2.将光盘中的ISE文件夹复制到硬盘中，打开工程文件。添加已设计的mcu、
song_reader和note_player三个模块。
3.对工程进行综合、约束、实现，并下载工程文件到XUP Virtex-ⅡPro 开发实验板中。
4.将耳机接入实验开发音频输出插座，操作play、reset、next 三个按键，试听耳机中乐曲并观察实验板上指示灯变化情况，验证设计结果是否正确。
五、实验数据记录和处理
仿真波形
从图中可以看出，play_button按下后（play_button=0），待到下一个clk上升沿到来时，play=1，reset_player=0，乐曲开始播放；一首乐曲播放完后（song_done=1），在下一时钟周期reset_player=1，play=0，乐曲复位；按下一首（next_button=1），则play=1，reset_player=1，song加1（由0变成了1），即开始播放下一首乐曲。
综上所述，仿真结果满足mcu的算法流程图。
模块仿真波形
此图为波形开始时
由图可知，当play跳变到高电平（播放开始）后，new_note立即变为高电平，开始播放音符。每个音符结束时note_done输出一个高电平，在下一个时钟上升沿，new_note 变为高电平，开始播放新的音符。
此图为结束时
duration=0时（一首歌结束），由于采用了脉冲变宽电路，输出song_done信号宽度为一个时钟周期。
sine_reader模块仿真波形
局部放大图
如上图所示，sine_reader根据step_size的相位增量能够实现正弦波形频率的变化，sample_ready信号总在generate_next的下一个时钟上升沿产生，同时sample输出信号，符合sine_reader的原理框图。
仿真波形
在load_new_note前没有音符播放，当load_new_note产生一个高电平信号，则一个{note，duration}的音符载入，开始播放。
5. 音乐播放器（music_player）模块整体波形
可从上面note_player中观察到sample_out输出一串正弦信号，说明系统可以工作。
六、实验结果与分析
仿真完成后下载到ISE上，对工程进行综合、约束、实现，并下载工程文件到XUPVirtex-Pro开发实验板中。将耳机接入实验开发板音频输出插座，操作play、reset、next三个按键，试听耳机中的乐曲并观察实验板上指示灯变化情况，当按动reset按键时，所有状态复位，乐曲序号为00。进入准备状态。
当按动play按键时，进入播放状态，指示灯LED0点亮，当前乐曲播放。
当按动next按键时，乐曲序号+1，乐曲序号指示灯变化，进入下一曲状态，播放指示灯点亮，同时播放乐曲。
综上所述，实验结果符合设计要求。
七、讨论，心得
理论课上很少有讲到VerlilogHDL语言的实际应用，所以大多数该语言的学习还是在实验课上自学而成。VerlilogHDL语言与以前学习的C语言还是有很大的不同的，它很直观，可以直接模拟电路。
音乐播放器前十排行
音乐播放器前十排行 1、QQ音乐 QQ音乐是腾讯公司推出的网络音乐平台，是中国互联网领域领先的正版数字音乐服务的领先平台，海量乐库在线试听、卡拉ok歌词模式、最流行新歌在线首发等，绿钻用户还可享受高品质音乐试听、正版音乐下载、MV观看等特权。 QQ音乐目前是国内音乐APP的绝对龙头，2016年底其曲库已经超过2000万首，旗下拥有的版权也是音乐APP中的第一，如索尼、华纳、杰尔威、英皇、韩国YG等，其市场份额也超过50%。虽然总有人吐槽QQ音乐，但是十大音乐APP排行榜第一位毫无悬念。在此前评选的全球音乐流服务排行榜，QQ音乐排名第四。 2、虾米音乐 虾米音乐版权建设虽然起步较晚，歌曲量在整体版权音乐中的比例低于20%，但在华语资源上仍具有一定优势。你想要听到华研唱片下的林宥嘉、S.H.E和田馥甄、相信音乐的五月天、梁静茹以及聚集了李宗盛、周华健等人的滚石，还是要投入虾米音乐的怀抱。而且虾米也在去年取得了韩国SM公司的音乐版权，这在国内来说，争取到了很大一部分的韩粉。虽然无法对QQ音乐造成威胁但依旧稳居十大音乐APP排行榜第二。 3、网易云音乐 网易云音乐不用再过多介绍了，近两年大火的音乐APP，口碑爆棚，市场份额目前也达到15%，局国内第二仅次于QQ音域。为何口碑份额双丰收的网易云音乐仅列十大音乐APP排行榜第三?网易云音乐的版权数量实在太少，并且官方也并不太重视版权的购买，虽然网易云音乐的版权音乐歌曲量占整体版权音乐的70%左右，但非常有意思的是大部分的版权都是通过转授权获得的。
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单片机课程设计报告简易音乐播放器
第一章前言 伴随着科技的发展和时代的进步，人们对生活质量的要求也越来越高，由以前简单的追求温饱和物质财富转向更高层面的精神追求！而这一切催生了智能仪器的发展，音乐则是人们娱乐生活的重要组成部分，目前市场上出现了许许多多的音乐播放器，而人们对播放器的功能需求也越来越广泛，本文将设计一个基于单片机的音乐播放器，通过对其全面的介绍与分析，让大家了解音乐播放器的原理！ 第二章: 简易音乐播放器的功能和原理说明 音乐播放器，可以通过单片机板子上的数字按键对音乐播放的曲目进行控制，并且通过LED灯将播放的音乐加以区分，在播放音乐的同时点亮LED灯，让人知道现在正在播放的音乐曲目,从而实现简单的音乐播放功能！ 表1 需求分析 功能说明：这次设计是依据单片机技术原理，通过硬件电路设计以及软件的编译而设计的一个简单的音乐播放器，可以通过按键选择播放四首歌曲（歌曲自选，只要将想要播放的歌曲的乐谱写入程序中即可）同时点亮相应的LED灯，并用它来指示当前播放的歌曲序列，只能实现简单的音乐播放功能。 原理说明：这个音乐播放器主要有晶振电路，复位电路，LED电路，按键电路以及扬声器组成。它利用单片机产生乐曲音符，再把乐曲音符翻译成计算机音乐语言，接着用单片机进行信息处理，再通过蜂鸣器或喇叭放出音乐。音乐的产生主要是通过单片机的I/O口输出高低不同的脉冲信号来控制扬声器发音。通常利用单片机的内部定时器0，工作在方式1下，再改变计数初值TH0和TL0来产生不同频率。当控制歌曲按键按下时，按照预先存放在单片机中的程序，就
会自动判断键值，然后启动计数器，按照程序产生一定频率的脉冲，接着通过uln2003芯片驱动扬声器，播放出乐曲。该硬件电路中用P3.0，P3.1，P3.2，P3.3控制四个按键，“0”,“1”，“2”，“3”分别控制四首音乐。P1.0,P1.1，P1.2，P1.3控制四个LED灯，它们分别对应四个按键，用来显示正在播放的歌曲，并用P2.3 来控制扬声器，电路为12MHz晶振频率工作，起振电路中C1 和C2为22pf。 第三章:系统硬件电路设计 1：硬件体系结构设计 该简易音乐播放器主要有单片机核心芯片89C52，LED发光二极管，扬声器，晶振电路，按键电路，复位电路组成，通过芯片引脚输出定时器产生的各种固定频率的方波信号，然后在经由扬声器产生各种频率的声音。另外，该方案使用的是单片机板子的内部振荡电路，89C52芯片的X1，X2引脚外接石英晶体。它的系统组成如图所示。 （1）晶振电路部分晶振的作用是给电路提供工作信号脉冲的，其实就是单片机的工作速度。本次设计选用12M晶振，则单片机的工作速度就是每秒12M。与此同时，也要注意单片机的工作频率范围。 （2）复位电路部分当系统出现问题时可以重置系统，解决一些问题 （3）LED显示部分显示系统在各种不同条件下的状态 （4）89C52芯片整个设计的核心，接收和处理信号及程序 （5）按键电路部分作为系统的输入
音乐播放器代码大全
音乐播放器代码大全 autostart="true"中true或1表示自动播放，false或0表示手动播放 loop="true" 中的true或1表示重复播放，false或0表示只播放一次width= height= 中的数字分别表示播放器的宽度和高度=0表示隐藏播放器 EnableContextMenu="0" 禁右键 ShowStatusBar="1" （带显示文件播放信息） 1隐藏播放器(不循环) 代码:
