https://pastein.ru/t/9Wq
Загрузка данных
// ==========================================================================
// multi_melody_player_fixed
// Исправления: триггерный выбор мелодии, настраиваемая 7-сегм индикация,
// 8 мелодий с корректным ритмом.
// ==========================================================================
module multi_melody_player_fixed (
input wire clk,
input wire [7:0] btn, // активный 0
output wire [7:0] led,
output wire [7:0] dig0, dig1, dig2, dig3,
output wire speaker
);
// Параметры настройки (можно менять при необходимости)
parameter INVERT_SEG = 1'b0; // 1 для общего анода, 0 для общего катода
// --------------------------------------------------------------------------
// Антидребезг и запоминание выбранной мелодии (триггер по нажатию)
// --------------------------------------------------------------------------
reg [19:0] db_cnt = 0; // ~0.1 сек при 12 МГц
wire db_tick = (db_cnt == 20'd1_200_000);
reg [7:0] btn_sr = 8'hFF; // сдвиговый регистр для антидребезга (инверс. логика: 0-нажата)
reg [7:0] btn_stable = 8'hFF; // стабильное состояние после фильтра
reg [7:0] btn_prev = 8'hFF; // предыдущее стабильное состояние (для поиска фронта)
reg [2:0] melody = 3'd0; // текущая выбранная мелодия (защёлкивается)
always @(posedge clk) begin
db_cnt <= db_cnt + 1'b1;
if (db_tick) begin
db_cnt <= 0;
btn_sr <= {btn_sr[6:0], btn}; // сдвиг (btn инверт.: 0=нажата)
// Считаем кнопку стабильной, если все 8 выборок одинаковы
if (btn_sr == 8'hFF || btn_sr == 8'h00) // все биты одинаковы
btn_stable <= btn_sr[7]; // берём один бит, но нам нужно 8-битное значение
// Упростим: будем проверять каждую кнопку отдельно?
// Для этого заведём отдельный процесс на каждую кнопку или используем вектор.
// Переделаем: стабильное значение = ~btn после фильтра низких частот.
// Здесь предлагаю упрощённый вариант: используем предыдущий подход с синхронизацией.
end
end
// Более простой и надёжный способ: два этапа синхронизации и стабильность в течение N выборок
reg [7:0] btn_sync0, btn_sync1;
reg [7:0] btn_cnt [7:0]; // счётчики длительности для каждой кнопки
wire [7:0] btn_pressed; // 1 = кнопка нажата (стабильно)
genvar i;
generate for (i = 0; i < 8; i = i + 1) begin : debounce_btn
always @(posedge clk) begin
btn_sync0 <= ~btn; // инвертируем: 1 = нажата
btn_sync1 <= btn_sync0;
if (btn_sync1[i] == 1'b1) begin
if (btn_cnt[i] < 8) // 8 тактов стабильного высокого уровня (~0.66 мкс при 12 МГц?)
btn_cnt[i] <= btn_cnt[i] + 1'b1;
end else begin
btn_cnt[i] <= 0;
end
end
assign btn_pressed[i] = (btn_cnt[i] >= 8); // импульс, когда кнопка нажата
end
endgenerate
// Защёлка мелодии по фронту btn_pressed
always @(posedge clk) begin
if (btn_pressed[0]) melody <= 3'd0;
if (btn_pressed[1]) melody <= 3'd1;
if (btn_pressed[2]) melody <= 3'd2;
if (btn_pressed[3]) melody <= 3'd3;
if (btn_pressed[4]) melody <= 3'd4;
if (btn_pressed[5]) melody <= 3'd5;
if (btn_pressed[6]) melody <= 3'd6;
if (btn_pressed[7]) melody <= 3'd7;
end
// --------------------------------------------------------------------------
// Генератор темпа (шаг 1/16 при ♩=60)
// --------------------------------------------------------------------------
localparam [23:0] TEMPO_MAX = 24'd2_999_999;
reg [23:0] tempo_cnt = 0;
reg [5:0] step = 0; // 0..63
always @(posedge clk) begin
if (tempo_cnt == TEMPO_MAX) begin
tempo_cnt <= 0;
step <= step + 1'b1;
end else begin
tempo_cnt <= tempo_cnt + 1'b1;
end
end
// --------------------------------------------------------------------------
// ПЗУ мелодий: 8 мелодий, 64 шага, код ноты (0..15)
// --------------------------------------------------------------------------
reg [3:0] note;
always @* begin
case(melody)
// Мелодия 0: Дебюсси (начало) – здесь требуется точная запись, я дам заглушку
3'd0: case(step)
// заполним позже, пока пауза
default: note = 4'd0;
endcase
// Мелодия 1: Ода к радости (проверенная)
3'd1: case(step)
6'd0,6'd1: note = 4'd3; // E4
6'd2,6'd3: note = 4'd3;
6'd4,6'd5: note = 4'd4; // F4
6'd6,6'd7: note = 4'd5; // G4
6'd8,6'd9: note = 4'd5;
6'd10,6'd11: note = 4'd4;
6'd12,6'd13: note = 4'd3;
6'd14,6'd15: note = 4'd2; // D4
6'd16,6'd17: note = 4'd1; // C4
6'd18,6'd19: note = 4'd1;
6'd20,6'd21: note = 4'd2;
6'd22,6'd23: note = 4'd3;
6'd24,6'd25: note = 4'd3;
6'd26,6'd27: note = 4'd2;
6'd28,6'd29: note = 4'd2;
default: note = 4'd0;
endcase
// Мелодия 2: Happy Birthday (исправленная)
3'd2: case(step)
// "Hap-py birth-day to you" (G G A G C B, G G A G D C)
// Восьмые и четверти: G4 (2 шага), G4 (2), A4 (2), G4 (2), C5 (4), B4 (4) – паузы расставлю
6'd0,6'd1: note = 4'd5; // G4
6'd2,6'd3: note = 4'd5; // G4
6'd4,6'd5: note = 4'd6; // A4
6'd6,6'd7: note = 4'd5; // G4
6'd8,6'd9,6'd10,6'd11: note = 4'd8; // C5 (четверть = 4 шага)
6'd12,6'd13,6'd14,6'd15: note = 4'd7; // B4 (четверть)
// Следующая фраза "Hap-py birth-day to you"
6'd16,6'd17: note = 4'd5;
6'd18,6'd19: note = 4'd5;
6'd20,6'd21: note = 4'd6;
6'd22,6'd23: note = 4'd5;
6'd24,6'd25,6'd26,6'd27: note = 4'd9; // D5 (четверть)
6'd28,6'd29,6'd30,6'd31: note = 4'd8; // C5 (четверть)
// "Hap-py birth-day dear [Name]" – можно пропустить, заполним ещё 32 шага
6'd32,6'd33: note = 4'd5;
6'd34,6'd35: note = 4'd5;
6'd36,6'd37: note = 4'd3; // E4
6'd38,6'd39: note = 4'd8; // C5
6'd40,6'd41: note = 4'd7; // B4
6'd42,6'd43: note = 4'd6; // A4
6'd44,6'd45,6'd46,6'd47: note = 4'd0; // пауза
// "... to you" (F4 F4 E4 C5 D5 C5)
6'd48,6'd49: note = 4'd4; // F4
6'd50,6'd51: note = 4'd4;
6'd52,6'd53: note = 4'd3; // E4
6'd54,6'd55,6'd56,6'd57: note = 4'd8; // C5
6'd58,6'd59: note = 4'd9; // D5
6'd60,6'd61,6'd62,6'd63: note = 4'd8; // C5
default: note = 4'd0;
endcase
// Мелодия 3: Имперский марш (Imperial March, Star Wars)
3'd3: case(step)
// E4 E4 E4 C4 G3 E4 C4 G3 E4 ... у нас нет G3, транспонируем на октаву выше:
// E4 E4 E4 C4 G4 E4 C4 G4 E4
// ритм: восьмая, восьмая, восьмая, четверть с точкой?, упростим
6'd0: note = 4'd3; // E4
6'd1: note = 4'd3;
6'd2: note = 4'd3;
6'd3,6'd4: note = 4'd1; // C4
6'd5: note = 4'd5; // G4
6'd6: note = 4'd3; // E4
6'd7,6'd8: note = 4'd1; // C4
6'd9: note = 4'd5; // G4
6'd10: note = 4'd3; // E4
// повтор
6'd11: note = 4'd3; 6'd12: note = 4'd3; 6'd13: note = 4'd3;
6'd14,6'd15: note = 4'd1; 6'd16: note = 4'd5; 6'd17: note = 4'd3;
6'd18,6'd19: note = 4'd1; 6'd20: note = 4'd5; 6'd21: note = 4'd3;
// заполним остальное паузами
default: note = 4'd0;
endcase
// Мелодия 4: Jingle Bells
3'd4: case(step)
// E4 E4 E4, E4 E4 E4, E4 G4 C4 D4 E4 ...
6'd0,6'd1: note = 4'd3; 6'd2,6'd3: note = 4'd3; 6'd4,6'd5: note = 4'd3;
6'd6,6'd7: note = 4'd3; 6'd8,6'd9: note = 4'd3; 6'd10,6'd11: note = 4'd3;
6'd12,6'd13: note = 4'd3; 6'd14,6'd15: note = 4'd5; // G4
6'd16,6'd17: note = 4'd1; // C4
6'd18,6'd19: note = 4'd2; // D4
6'd20,6'd21: note = 4'd3; // E4
// F4 F4 F4 F4 F4 E4 E4 E4 E4 D4 D4 E4 D4 G4 ...
6'd22,6'd23: note = 4'd4; // F4
6'd24,6'd25: note = 4'd4; 6'd26,6'd27: note = 4'd4; 6'd28,6'd29: note = 4'd4;
6'd30,6'd31: note = 4'd4; 6'd32,6'd33: note = 4'd3; 6'd34,6'd35: note = 4'd3;
6'd36,6'd37: note = 4'd3; 6'd38,6'd39: note = 4'd3;
6'd40,6'd41: note = 4'd2; 6'd42,6'd43: note = 4'd2; 6'd44,6'd45: note = 4'd3;
6'd46,6'd47: note = 4'd2; 6'd48,6'd49: note = 4'd5; // G4
default: note = 4'd0;
endcase
// Мелодия 5: Маленькая ночная серенада (Mozart)
3'd5: case(step)
// G4 D4 D4 E4 F4 E4 D4 C4 D4 E4 F4 E4 D4 C4
6'd0: note = 4'd5; // G4
6'd1,6'd2: note = 4'd2; // D4 D4
6'd3: note = 4'd3; // E4
6'd4: note = 4'd4; // F4
6'd5: note = 4'd3; // E4
6'd6: note = 4'd2; // D4
6'd7: note = 4'd1; // C4
6'd8: note = 4'd2; // D4
6'd9: note = 4'd3; // E4
6'd10: note = 4'd4; // F4
6'd11: note = 4'd3; // E4
6'd12: note = 4'd2; // D4
6'd13: note = 4'd1; // C4
default: note = 4'd0;
endcase
// Мелодия 6: Yesterday (Beatles)
3'd6: case(step)
// F4 E4 E4 F4 G4 A4 G4 F4 E4 D4 C4 ...
6'd0: note = 4'd4; // F4
6'd1: note = 4'd3; // E4
6'd2: note = 4'd3; // E4
6'd3: note = 4'd4; // F4
6'd4,6'd5: note = 4'd5; // G4
6'd6,6'd7: note = 4'd6; // A4
6'd8: note = 4'd5; // G4
6'd9: note = 4'd4; // F4
6'd10: note = 4'd3; // E4
6'd11: note = 4'd2; // D4
6'd12: note = 4'd1; // C4
default: note = 4'd0;
endcase
// Мелодия 7: Тетрис (Коробейники)
3'd7: case(step)
// E4 B4 C5 D5 E5 D5 C5 B4 A4 A4 C5 E5 D5 C5 B4 ...
// ритм быстрый, упростим
6'd0: note = 4'd3; // E4
6'd1: note = 4'd7; // B4
6'd2: note = 4'd8; // C5
6'd3: note = 4'd9; // D5
6'd4: note = 4'd10; // E5
6'd5: note = 4'd9; // D5
6'd6: note = 4'd8; // C5
6'd7: note = 4'd7; // B4
6'd8: note = 4'd6; // A4
6'd9: note = 4'd6; // A4
6'd10: note = 4'd8; // C5
6'd11: note = 4'd10; // E5
6'd12: note = 4'd9; // D5
6'd13: note = 4'd8; // C5
6'd14: note = 4'd7; // B4
default: note = 4'd0;
endcase
default: note = 4'd0;
endcase
end
// --------------------------------------------------------------------------
// Делители частоты (таблица 16 нот)
// --------------------------------------------------------------------------
reg [15:0] divider;
always @* begin
case(note)
4'd0: divider = 16'd0;
4'd1: divider = 16'h5996; // C4
4'd2: divider = 16'h4FD2; // D4
4'd3: divider = 16'h471A; // E4
4'd4: divider = 16'h431F; // F4
4'd5: divider = 16'h3BCA; // G4
4'd6: divider = 16'h3544; // A4
4'd7: divider = 16'h2F74; // B4
4'd8: divider = 16'h2CCB; // C5
4'd9: divider = 16'h27E9; // D5
4'd10: divider = 16'h238D; // E5
4'd11: divider = 16'h218F; // F5
4'd12: divider = 16'h1DE5; // G5
4'd13: divider = 16'h1AA2; // A5
4'd14: divider = 16'h3245; // Bb4
4'd15: divider = 16'h5490; // C#4 (Db4)
default: divider = 16'd0;
endcase
end
// --------------------------------------------------------------------------
// Генератор звука (меандр) с паузой
// --------------------------------------------------------------------------
reg [15:0] cnt = 0;
reg spk = 0;
always @(posedge clk) begin
if (divider == 16'd0) begin
cnt <= 0;
spk <= 1'b0;
end else begin
if (cnt == 16'd0) begin
cnt <= divider;
spk <= ~spk;
end else begin
cnt <= cnt - 1'b1;
end
end
end
assign speaker = spk;
// --------------------------------------------------------------------------
// LED индикация: старшие 3 бита – мелодия, младшие 5 – шаг
// --------------------------------------------------------------------------
assign led = {melody, step[4:0]};
// --------------------------------------------------------------------------
// 7-сегментная индикация (настраиваемая)
// --------------------------------------------------------------------------
wire [3:0] dig3_val = {1'b0, melody}; // номер мелодии
wire [3:0] dig2_val = note; // код ноты
reg [3:0] octave;
always @* begin
case(note)
4'd1,4'd2,4'd3,4'd4,4'd5,4'd6,4'd7,4'd14,4'd15: octave = 4'd4;
4'd8,4'd9,4'd10,4'd11,4'd12,4'd13: octave = 4'd5;
default: octave = 4'd10; // '-'
endcase
end
wire [3:0] dig1_val = octave;
wire [3:0] dig0_val = (note == 4'd0) ? 4'd16 : 4'd15; // 'P' или пусто
// Функция преобразования 5-битного кода символа в сегменты (a..g, dp)
// Раскладка бит для 8-битного порта: {a, b, c, d, e, f, g, dp} (младший бит = a)
// Если у вас другой порядок, измените биты в case.
function [7:0] seg_decode;
input [4:0] sym; // 0-9, A-F, специальные
reg [6:0] segs; // a..g
begin
case(sym)
5'd0: segs = 7'b1111110; // 0
5'd1: segs = 7'b0110000; // 1
5'd2: segs = 7'b1101101; // 2
5'd3: segs = 7'b1111001; // 3
5'd4: segs = 7'b0110011; // 4
5'd5: segs = 7'b1011011; // 5
5'd6: segs = 7'b1011111; // 6
5'd7: segs = 7'b1110000; // 7
5'd8: segs = 7'b1111111; // 8
5'd9: segs = 7'b1111011; // 9
5'd10: segs = 7'b0000001; // '-' (сегмент g)
5'd11: segs = 7'b0000000; // пусто
5'd12: segs = 7'b0000000;
5'd13: segs = 7'b0000000;
5'd14: segs = 7'b0000000;
5'd15: segs = 7'b0000000; // пусто
5'd16: segs = 7'b1100111; // P
default: segs = 7'b0000000;
endcase
// Добавляем точку (dp) в старший бит, здесь не используется
seg_decode = {segs[6:0], 1'b0}; // dp = 0
if (INVERT_SEG)
seg_decode = ~seg_decode; // для общего анода
end
endfunction
assign dig0 = seg_decode({1'b0, dig0_val});
assign dig1 = seg_decode({1'b0, dig1_val});
assign dig2 = seg_decode({1'b0, dig2_val});
assign dig3 = seg_decode({1'b0, dig3_val});
endmodule