乐曲播放器设计
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1 乐曲播放器设计
1.1 需求分析
1.1.1 设计内容
① 设计乐曲播放电路，实现基本要求和提高要求；
② 完成各功能模块的设计和顶层模块的实现；
③ 对模块进行仿真分析，对系统进行硬件验证与测试。
1.1.2 基本设计要求
① 设计存储器实现 3 首 20 秒以上的曲谱存储；
② 可播放的音阶为 A 调的整个低音组、整个中音组和部分高音组共 18 个
音；
③ 采用 WM8731 芯片进行音频信号输出。
1.1.3 提高设计要求
① 可实现暂停、播放歌曲序号显示、播放时间显示、前后切换歌曲、多倍
速快进等功能；
② 播放乐曲的同时用简谱形式在七段 LED 显示器上同步显示演奏的乐曲，
用一个数码管的 d 段、g 段、a 段分别表示低音、中音、高音，即显示为“_” “—”
“
—
”；
③ 增加串口接收功能，实现用 PC 端的串口助手发送一定格式乐谱实现乐
曲播放功能。
1.2 总体方案设计
1.2.1 设计原理
① 乐曲播放器：乐曲播放器是利用纯硬件电路控制输出信号频率按乐曲的
规律连续变化来实现乐曲播放。组成乐曲的每个音符的频率值（音调）及其持续
的时间（音长）是乐曲能连续演奏所需的两个基本数据。
② 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：
每两个八度音（如简谱中的中音 1 与高音 1）之间的频率相差一倍。在两个八度
音之间，又可分为 12 个半音，每两个半音的频率比为
12
2
.音名 A 的频率为 440Hz。
表 1.1 A 调中的音名与频率的关系
音名
频率/Hz
音名
频率/Hz
音名
频率/Hz
低音 1
440
中音 1
880
高音 1
1760
低音 2
493.9
中音 2
987.8
高音 2
1975.5
低音 3
523.3
中音 3
1046.5
高音 3
2093
低音 4
587.3
中音 4
1174.7
高音 4
2217.5
低音 5
659.3
中音 5
1319.5
低音 6
699.5
中音 6
1396.9
低音 7
784
中音 7
1568
