单片机蜂鸣器音乐演奏程序的解释

关于“世上只有妈妈好”的单片机音乐演奏程序
2009-11-22 21:45
单片机演奏一个音符，是通过引脚，周期性的输出一个特定频率的方波。

这就需要单片机，在半个周期内输出低电平、另外半个周期输出高电平，周而复始。

众所周知，周期为频率的倒数，可以通过音符的频率计算出周期；演奏时，要根据音符的不同，把对应的、半个周期的定时时间初始值，送入定时器，再由定时器按时输出高低电平。

下面是个网上广泛流传的单片机音乐演奏程序，很多人都关心如何修改乐曲的内容，但是不知如何入手。

做而论道对这个软件，做了一些说明，希望对大家有所帮助，以后大家自己就能够编写进去新的乐曲。

在这个程序中，包括了两个数据表，其中存放了事先算好的、各种音符频率所对应的、半周期的定时时间初始值。

有了这些数据，单片机就可以演奏从低音、中音、高音和超高音，四个八度共28个音符。

演奏乐曲时，就根据音符的不同数值，从表中找到定时时间初始值，送入定时器即可控制音调。

乐曲的数据，也要写个数据表：code unsigned char sszymmh[]，表中每三个数字，说明了一个音符，它们分别代表：
第一个数字是音符的数值1234567之一，代表多来咪发...；
第二个数字是0123之一，代表低音、中音、高音、超高音；低音：数字下面一个点
中音：没有点
高音：数字上面一个点
超高音：数字上面两个点（两个点纵向排列）
第三个数字是时间长度，以半拍为单位。

音的长短是在音符后面或下面加短横线来表示的。

全音符 5 ———唱四拍
二分音符 5 —唱二拍
四分音符 5 唱一拍
八分音符 5(在音符下加一条短的横线) 唱半拍
十六分音符5（在音符下加两条短的横线）唱四分之一拍
三十二分音符（在音符下加三条短的横线）唱八分之一拍
乐曲数据表的结尾是三个0。

#include <reg52.h>
sbit speaker = P1^7;
unsigned char timer0h, timer0l, time;
//--------------------------------------
//单片机晶振采用11.0592MHz
// 频率-半周期数据表高八位本软件共保存了四个八度的28个频率数据
code unsigned char FREQH[] = {
0xF2, 0xF3, 0xF5, 0xF5, 0xF6, 0xF7, 0xF8, //低音1234567
0xF9, 0xF9, 0xFA, 0xFA, 0xFB, 0xFB, 0xFC, 0xFC,//1,2,3,4,5,6,7,i
0xFC, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFE, //高音 234567
0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFF}; //超高音 1234567
// 频率-半周期数据表低八位
code unsigned char FREQL[] = {
0x42, 0xC1, 0x17, 0xB6, 0xD0, 0xD1, 0xB6, //低音1234567
0x21, 0xE1, 0x8C, 0xD8, 0x68, 0xE9, 0x5B, 0x8F, //1,2,3,4,5,6,7,i
0xEE, 0x44, 0x6B, 0xB4, 0xF4, 0x2D, //高音 234567
0x47, 0x77, 0xA2, 0xB6, 0xDA, 0xFA, 0x16}; //超高音 1234567
//--------------------------------------
//世上只有妈妈好数据表要想演奏不同的乐曲, 只需要修改这个数据表code unsigned char sszymmh[] = {
6, 2, 3, 5, 2, 1, 3, 2, 2, 5, 2, 2, 1, 3, 2, 6, 2, 1, 5, 2, 1,
//一个音符有三个数字。

前为第几个音、中为第几个八度、后为时长（以半拍为单位）。

//6, 2, 3代表：６, 中音, ３个半拍;
//5, 2, 1代表：５, 中音, １个半拍;
//3, 2, 2代表：３, 中音, ２个半拍;
//5, 2, 2代表：５, 中音, ２个半拍;
//1, 3, 2代表：１, 高音, ２个半拍;
//
6, 2, 4, 3, 2, 2, 5, 2, 1, 6, 2, 1, 5, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 2, 1,
6, 1, 1, 5, 2, 1, 3, 2, 1, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 2,
5, 2, 1, 6, 2, 1, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 4, 5, 2, 3, 3, 2, 1,
2, 2, 1, 1, 2, 1, 6, 1, 1, 1, 2, 1, 5, 1, 6, 0, 0, 0};
//--------------------------------------
void t0int() interrupt 1 //T0中断程序，控制发音的音调
{
TR0 = 0; //先关闭T0
speaker = !speaker; //输出方波, 发音
TH0 = timer0h; //下次的中断时间, 这个时间, 控制音调高低
TL0 = timer0l;
TR0 = 1; //启动T0
}
//--------------------------------------
void delay(unsigned char t) //延时程序，控制发音的时间长度
{
unsigned char t1;
unsigned long t2;
for(t1 = 0; t1 < t; t1++) //双重循环, 共延时t个半拍
for(t2 = 0; t2 < 8000; t2++); //延时期间, 可进入T0中断去发音
TR0 = 0; //关闭T0, 停止发音
}
//--------------------------------------
void song() //演奏一个音符
{
TH0 = timer0h; //控制音调
TL0 = timer0l;
TR0 = 1; //启动T0, 由T0输出方波去发音
delay(time); //控制时间长度
}
//--------------------------------------
void main(void)
{
unsigned char k, i;
TMOD = 1; //置T0定时工作方式1
ET0 = 1; //开T0中断
EA = 1; //开CPU中断
while(1) {
i = 0;
time = 1;
while(time) {
k = sszymmh[i] + 7 * sszymmh[i + 1] - 1;
//第i个是音符, 第i+1个是第几个八度
timer0h = FREQH[k]; //从数据表中读出频率数值
timer0l = FREQL[k]; //实际上, 是定时的时间长度
time = sszymmh[i + 2]; //读出时间长度数值
i += 3;
song(); //发出一个音符
}
}
}
//======================================
应网友要求，下面再详细写一下乐谱和数据的转换关系。

以李叔同大师的《送别》的前二小节来说明转换的方法。

这部分的歌词是：“长亭外，古道边，”；
这部分的乐谱是：| 5 35 1 － | 6 16 5 － |。

（注意：乐谱中的1是高音，上边是带点的；还有些音符，应该有下划线，在这里都无法标出。

感兴趣的网友应该去查看正规的乐谱。

）
那么，据此就可以写出《送别》前二小节的数据表：
//--------------------------------------
code unsigned char sszymmh[] = {
5, 2, 2, 3, 2, 1, 5, 2, 1, 1, 3, 4,
//嗦,中音,2个半拍; 咪,中音,1个半拍; 嗦,中音,1个半拍; 哆,高音,4个半拍
6, 2, 2, 1, 3, 1, 6, 2, 1, 5, 2, 4,
//啦,中音,2个半拍; 哆,高音,1个半拍; 啦,中音,1个半拍; 嗦,中音,4个半拍
0, 0, 0};
//结束标记
//--------------------------------------
记住：三个数字一组，代表一个音符。

第一个数字是1234567之一，代表音符哆来咪发...；
第二个数字是0123之一，代表低音、中音、高音、超高音；
第三个数字是半拍的个数，代表时间长度。

当三个数字都是0，就代表乐曲数据表的结尾。

用这个数据表，替换掉程序中《世上只有妈妈好》的数据表，本程序就可以播放《送别》的前两小节。