参考链接：http://www.cnblogs.com/kongtiao/archive/2011/07/20/2111581.html
一、实验目的：学习驱动FPGA之IO引脚来控制蜂鸣器演奏音乐。
二、实验环境：FPGA开发板AX301,Quartus ii
三、实验介绍：
我们都知道，乐曲由音调和音长组成，只要将音调和音长控制好就能演奏出动听的乐曲。下面将用Verilog HDL 硬件描述语言完成乐曲演奏的设计。
1、音调的控制
频率的高低决定了音调的高低。图1.1是音调和音律之间的关系。
图1.1 音调和音律之间的关系
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。实际的设计应综合考虑两方面的因素，在尽量减小频率误差的前提下去合适的基准频率。
本例中需要演奏的是梁祝，该乐曲各音阶频率及相应的分频比如图1.2所示。
图1.2 乐曲各音阶频率及相应的分频比
在表中除了给出分频比外，还给出了对应与各个音阶频率时计数器不同的预置数。对于不同的分频系数，只要加载不同的预置数即可。采用加载预置数实现分频的方法比采用反馈复零法节省资源，实现起来更容易。
2、音长的控制
音符的持续时间须根据乐曲的速度及每个音符的节拍数来确定。
本实验中演奏梁祝片断，最短的音符为四分音符。
3、乐曲演奏电路的原理框图
图1.3 乐曲演奏电路的原理框图
其中，乐谱产生电路用来控制音乐的音调和音长。控制音调通过设置计数器的预置数来实现，预置不同的数值可以使计数器产生不同频率的信号，从而产生不同的音调。控制音长是通过控制计数器预置数停留时间来实现，每个音符的演奏时间是0.25S的整数倍，对于节拍较长的音符，如二分音符。在记谱时将分别连续记录两次即可。
4、实验实现：
详细实现步骤请参考 【连载】 FPGA Verilog HDL 系列实例--------8-3编码器
（1）在设计文件中输入Verilog代码。
1 //-------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 // 3 // Title : play 4 // Author : wangliang 5 // 6 //------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 //------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 // 9 // Description : 10 // 11 //------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 `timescale 1 ns / 1 ps 13 14 module play ( audio , sys_CLK , button); 15 16 output audio; 17 input sys_CLK; 18 input button; 19 20 reg [23:0] counter4Hz, 21 counter6MHz; 22 reg [13:0] count,origin; 23 reg audiof; 24 25 reg clk_6MHz, 26 clk_4Hz; 27 28 reg [4:0] j; 29 reg [7:0] len; 30 31 32 assign audio= button? audiof : 1‘b1 ; //控制开关 33 34 always @(posedge sys_CLK) //6MHz分频 35 begin 36 if(counter6MHz==4) 37 begin 38 counter6MHz=0; 39 clk_6MHz=~clk_6MHz; 40 end 41 else 42 begin 43 counter6MHz=counter6MHz+1; 44 end 45 end 46 47 always @(posedge sys_CLK) //4Hz分频 48 begin 49 if(counter4Hz==6250000) 50 begin 51 counter4Hz=0; 52 clk_4Hz=~clk_4Hz; 53 end 54 else 55 begin 56 counter4Hz=counter4Hz+1; 57 end 58 end 59 60 61 always @(posedge clk_6MHz) 62 begin 63 if(count==16383) 64 begin 65 count=origin; 66 audiof=~audiof; 67 end 68 else 69 count=count+1; 70 end 71 72 73 always @(posedge clk_4Hz) 74 begin 75 case(j) 76 ‘d1:origin=‘d4916; //low 77 ‘d2:origin=‘d6168; 78 ‘d3:origin=‘d7281; 79 ‘d4:origin=‘d7791; 80 ‘d5:origin=‘d8730; 81 ‘d6:origin=‘d9565; 82 ‘d7:origin=‘d10310; 83 ‘d8:origin=‘d010647; //middle 84 ‘d9:origin=‘d011272; 85 ‘d10:origin=‘d011831; 86 ‘d11:origin=‘d012087; 87 ‘d12:origin=‘d012556; 88 ‘d13:origin=‘d012974; 89 ‘d14:origin=‘d013346; 90 ‘d15:origin=‘d13516; //high 91 ‘d16:origin=‘d13829; 92 ‘d17:origin=‘d14108; 93 ‘d18:origin=‘d11535; 94 ‘d19:origin=‘d14470; 95 ‘d20:origin=‘d14678; 96 ‘d21:origin=‘d14864; 97 default:origin=‘d011111; 98 endcase 99 end100 101 always @(posedge clk_4Hz) //乐谱102 begin103 if(len==63)104 len=0;105 else106 len=len+1;107 case(len)108 0:j=3;109 1:j=3;110 2:j=3;111 3:j=3;112 4:j=5;113 5:j=5;114 6:j=5;115 7:j=6;116 8:j=8;117 9:j=8;118 10:j=8;119 11:j=6;120 12:j=6;121 13:j=6;122 14:j=6;123 15:j=12;124 16:j=12;125 17:j=12;126 18:j=15;127 19:j=15;128 20:j=15;129 21:j=15;130 22:j=15;131 23:j=9;132 24:j=9;133 25:j=9;134 26:j=9;135 27:j=9;136 28:j=9;137 29:j=9;138 30:j=9;139 31:j=9;140 32:j=9;141 33:j=9;142 34:j=10;143 35:j=7;144 36:j=7;145 37:j=6;146 38:j=6;147 39:j=5;148 40:j=5;149 41:j=5;150 42:j=6;151 43:j=8;152 44:j=8;153 45:j=9;154 46:j=9;155 47:j=3;156 48:j=3;157 49:j=8;158 50:j=8;159 51:j=8;160 52:j=5;161 53:j=5;162 54:j=8;163 55:j=5;164 56:j=5;165 57:j=5;166 58:j=5;167 59:j=5;168 60:j=5;169 61:j=5;170 62:j=5;171 63:j=5;172 endcase173 174 end175 endmodule
（2）由设计文件生成的.bsf文件，乐曲演奏的外接接口如图1.4所示。
图1.4 乐曲演奏的外接接口
（3）分配引脚：
将sys_CLK信号接时钟，button接按键，audio接蜂鸣器，这里就不贴出具体的引脚图了，大家可以根据自己的开发板对应起来。
（4）实验结果：
当打开按键时，就能听到完整的梁祝乐曲了。但是总感觉音乐有点变味了，不知道是蜂鸣器的原因还是程序的bug！