FPGA入门系列实验教程——蜂鸣器发出救护车鸣笛声

艾米电子工作室—让开发变得更简单 http://www.amy-studio.com FPGA 入门系列实验教程——蜂鸣器发出救护车鸣笛声 1. 实验任务 实现开发板上的蜂鸣器发出救护车鸣笛声。通过这个实验，掌握采用 Verilog HDL 语言编程实现蜂鸣器发声的方法。 2. 实验环境 硬件实验环境为艾米电子工作室型号 EP2C8Q208C8 增强版开发套件。 软件实验环境为 Quartus II 8.1 开发软件。 3. 实验原理 艾米电子工作室开发板板载 50MHZ 的晶振，通过 Verilog HDL 语言编程将 此频率分频后驱动一个 I/O 口。这个 I/O 口连接到一个交流蜂鸣器。通过改 变这个 I/O 口的输出频率，就可以使蜂鸣器发出各种声音和音乐。本次实验 实现蜂鸣器发出救护车鸣笛声，我们可以通过让蜂鸣器交替发出两个音调来 实现。首先我们使用一个 24 位的计数器“tone”来产生一个低频的方波。其最 高有效位（tone[23]）以大约 1.5Hz 的频率翻转。我们使用这一位（tone[23]） 来控制主计数器产生在两个频率之间切换的输出波形，这样一来就可以交替 发出两个音调。 4. 实验程序 module jiuhuche(clk, beep); input clk; output beep; reg beep; reg [14:0] counter; reg [23:0] tone; parameter clkdivider = 50000000/440/2; always @(posedge clk) begin tone <= tone+1'b1; end 艾米电子工作室—让开发变得更简单 http://www.amy-studio.com always @(posedge clk) begin if(counter==0) counter <= (tone[23] ? clkdivider-1 : clkdivider/2-1); else counter <= counter-1; end always @(posedge clk) begin if(counter==0) beep <= ~beep; end endmodule 5. 实验步骤 （1）建立新工程项目： 打开 Quartus II 软件，进入集成开发环境，点击 File→New project wizard 建立一个工程项目 jiuhuche。 （2）建立文本编辑文件： 点击 File→New..在该项目下新建 Verilog HDL 源程序文件 jiuhuche.v， 输入试验程序中的源程序代码保存后选择工具栏中的 按钮启动编 译，若在编译中发现错误，则找出并更正错误，直到编译成功为止。 （3）选择器件型号及引脚的其他设置： 选择所用的 FPGA 器件----EP2C8Q208C8，以及进行一些配置。选择配置 器件 EPCS4，设置不需要使用的 IO 功能为 As inputs，tri-stated。点击两 次 ok，回到主界面。 （4）配置 FPGA 引脚： 在 Quartus II 软件主页面下，选择 Assignments→Pins 或选择工具栏上 按钮，配置 beep 以及 clk 的引脚。 艾米电子工作室—让开发变得更简单 http://www.amy-studio.com （5）编译工程项目： 在 Quartus II 主页面下，选择 Processing→Start Compilation 或点击工具 栏上的 按钮启动编译，直到出现“Full Compilation Report”对话框，点 击 OK 即可。 （6）波形仿真：由于本次试验比较简单，波形仿真将在后面实验详细讲解。 （7）下载设计程序.sof 文件到目标 FPGA，下载采用 JTAG 方式（由于配置芯 片擦写次数有限，实验均采用 JTAG 下载方式）。 6. 实验现象 开发板上的蜂鸣器发出救护车鸣笛声。大家可以试着编写程序通过改变输出 频率，使蜂鸣器发出其他各种声音。 艾米电子工作室—让开发变得更简单 http://www.amy-studio.com 实验教程配套开发板一览： 了解详情登陆淘宝店铺: 艾米电子淘宝店：http://shop33537127.taobao.com/