单片机音乐的编程

单片机音乐的编程

我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单处机某个口线的高电平或低电平，则在该口线上就能产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调。

例如，要产生200HZ的音频信号，200HZ音频的变化周期为1/200秒，即5ms。这样，当P2.5的高电平或低电平的持续时间为2.5ms时就能发出200HZ的音调。

乐曲中，每一音符对应着确定的频率，我们将每一音符的时间常数和其相应的节拍常数作为一组，按顺序将乐曲中的所有常数排列成一个表，然后由查表程序依次取出，产生音符并控制节奏，就可以实现演奏效果。

此外，结束符和体止符可以分别用代码00H和0XH来表示，若查表结果为00H，则表示曲子终了；若查表结果为FFH，则产生相应的停顿效果。

定时器T0工作在定时方式1，改变TH0及TL0，产生不同的音频频率。必须考虑到中断响应时间的影响，尤其在高音部分，若忽略中断响应时间，会使音频频率比标准值低几十Hz，相当于1/4音程，很容易听出来，对低音部分影响不

大。一般中断响应时间为3～6个机器周期，经过反复试验取5个机器周期作为校正最为恰当，表1中所给的定时初值就是考虑中断响应后的定时常数。另外，为避免T1中断可能引起杂音，应将定时器T0中断设为高优先级。这样编写出来的程序播放的音与标准音叉进行差频校音，非常准确和谐。本例中单片机晶振频率为6MHz。

现在以单片机12MHZ晶振为例，例出高中低音符与单片机计数T0相关的计数值如下表所示

音符频率（HZ）简谱码音符频率（HZ）简谱码（T值）低1DO 262 63628 # 4 FA# 740 64860

#1DO# 277 63731 中5 SO 784 64898

低2RE 294 63835 # 5 SO# 831 64934

#2 RE# 311 63928 中6 LA 880 64968

低3 M 330 64021 # 6 932 64994

低4 FA 349 64103 中7 SI 988 65030

# 4 FA# 370 64185 高1 DO 1046 65058

低5 SO 392 64260 # 1 DO# 1109 65085

# 5 SO# 415 64331 高2 RE 1175 65110

低6 LA 440 64400 # 2 RE# 1245 65134

# 6 466 64463 高3 M 1318 65157

低7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178

中1 DO 523 64580 # 4 FA# 1480 65198

# 1 DO# 554 64633 高5 SO 1568 65217

中2 RE 587 64684 # 5 SO# 1661 65235

# 2 RE# 622 64732 高6 LA 1760 65252

中3 M 659 64777 # 6 1865 65268

中4 FA 698 64820 高7 SI 1967 65283

DW 64260,64400,64524,64580

DW 64684,64777,64820,64898

DW 64968,65030,65058,65110

DW 65157,65178,65217

下面我们要为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据

低音0－19之间，中音在20－39之间，高音在40－59之间

TABLE: DW 0,63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524,0,0

DW 0,63731,63928,0,64185,64331,64463,0,0,0

DW 0,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,0,0

DW 0,64633,64732,0,64860,64934,64994,0,0,0

DW 0,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283,0,0

DW 0,65085,65134,0,65198,65235,65268,0,0,0

DW 0

2、音乐的音拍，一个节拍为单位（C调）

拍数为1/8拍（0.10s）～8拍（6.40s）

编写乐曲程序可以分四个步骤：

第一步，为演奏的乐曲定义一个频率表和一个节拍时间表。频率表中的数据可以从表中查到，节拍时间表的数据是延迟时间的倍数；

第二步，分别将两个表中的偏移地址送入两个指针寄存器；

第三步，分别从两个表中取出频率值和音符的持续时间值，送入相应的寄存器中，供调用通用发声程序使用；

第四步，调用通用发声程序发出音调。

我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单处机某个口线的高电平或低电平，则在该口线上就能产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调。

为了产生手弹的节奏感，在某些音符（例如两个相同音符）音插入一个时间单位的频率略有不同的音符。

ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 000BH

JMP TIM0

ORG 0030H

MAIN: ;主程序

MOV TMOD,#01H ;设定时方式

MOV IE,#82H ;开中断

START0: MOV 30H,#00H ;

NEXT: MOV A,30H

MOV DPTR,#TABLE ；节拍表格,

MOVC A,@A+DPTR ;查表取音调和节拍

MOV R2,A ；

JZ END0 ;为零,不进行处理.

ANL A,#0FH ；分离高低位

MOV R5,A ；将节拍存入R5

MOV A,R2 ；分离高低位

SWAP A ；分离高低位

ANL A,#0FH ；分离高低位

JNZ SING ;根据音调决定是否演奏.

CLR TR0

JMP D1

SING:DEC A ;a中放的是音阶位置.

MOV 22H,A ;将音调存入22H.

RL A ；乘2操作指向高字节

MOV DPTR,#TABLE1

MOVC A,@A+DPTR ;根据音调决定定时器初值.

MOV TH0,A ;放入TH0

MOV 21H,A

MOV A,22H

RL A

INC A ；乘2后加一操作指向低字节

MOVC A,@A+DPTR

MOV TL0,A ;放入TL0

MOV 20H,A

SETB TR0 ;启动定时

D1: CALL DELAY

INC 30H

JMP NEXT

END0: CLR TR0

JMP START0

TIM0: PUSH ACC ;定时器中断服务程序PUSH PSW