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mcu音樂程序的設計與實驗

作者： 時間：2016-11-27 來源：網絡 收藏
利用單片機（或單板機）奏樂大概是無線電愛好者感興趣的問題之一。本文從單片機的基本發間實驗出發，談談音樂程序的設計原理，并給出具體實例，以供參考。

1.單片機的基本發音實驗

本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/201611/322391.htm

我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單處機某個口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發出一定頻率的聲音，若再利用延時程序控制“高”“低”電平的持續時間，就能改變輸出頻率，從而改變音調。

例如，要產生200HZ的音頻信號，按圖1接入喇叭（若屬臨時實驗，也可將喇叭直接接在P1口線上），實驗程序為：

其中子程序DEL為延時子程序，當R3為1時，延時時間約為20us，R3中存放延時常數，對200HZ音頻，其周期為1/200秒，即5ms。這樣，當P1.4的高電平或低電平的持續時間為2.5ms，即R3的時間常數取2500/20=125(7DH)時，就能發出200HZ的音調。將上述程序鍵入學習機，并不斷修改R3的常數可以感到音調的變化。

樂曲中，每一音符對應著確定的頻率，表1給出C調時各音符頻率及其相應的時間常數。

讀者可以根據表1所提供的常數，將其16進制代碼送入R3，反復練習體會。根據表1可以奏出音符。僅這還不夠，要準確奏出一首曲子，必須準確地控制樂曲節奏，即一音符的持續時間。

音符的節拍我們可以用定時器T0來控制，送入不同的初值，就可以產生不同的定時時間。便如某歌曲的節奏為每分鐘94拍，即一拍為0.64秒。其它節拍與時間的對應關系見表2。

但時，由于T0的最大定時時間只能為131毫秒，因此不可能直接用改變T0的時間初值來實現不同節拍。我們可以用T0來產生10毫秒的時間基準，然后設置一個中斷計數器，通過判別中斷計數器的值來控制節拍時間的長短。表2中也給出了各種節拍所對應的時間常數。例如對1/4拍音符，定時時間為0.16秒，相應的時間常數為16（即10H）；對3拍音符，定時時間為1.92秒，相應時間長數為192（即C0H）。

我們將每一音符的時間常數和其相應的節拍常數作為一組，按順序將樂曲中的所有常數排列成一個表，然后由查表程序依次取出，產生音符并控制節奏，就可以實現演奏效果。

此外，結束符和體止符可以分別用代碼00H和FFH來表示，若查表結果為00H，則表示曲子終了；若查表結果為FFH，則產生相應的停頓效果。

為了產生手彈的節奏感，在某些音符（例如兩個相同音符）音插入一個時間單位的頻率略有不同的音符。

程序框圖如圖2所示。

可直接在TD-III型學習機上演奏，對其它不同型號的學習機，只需相應地改變一下地址即可。本程序演奏的是民歌“八月桂花遍地開”，C調，節奏為94拍/分。讀者也可以自行找出一首歌，按表1和表2給定的常數，將樂曲翻譯成碼表輸入機器，而程序不變。本實驗方法簡便，即使不懂音樂的人，將一首陌生的曲子翻譯成代碼也是易事，和著機器的演奏學唱一首歌曲，其趣味無窮。

from:http://www.c51.cn/mcu/mcs51yy/200604/mcu_20060422123021_4081.html

下面這個例子是我在網上找的簡單易懂，只不過是用C編寫的,而且基本思想跟上面講的相同。

＃i nclude
＃i nclude
//本例采用89C52, 晶振為11.0592MHZ
//關于如何編制音樂代碼, 其實十分簡單,各位可以看以下代碼.
//頻率常數即音樂術語中的音調,而節拍常數即音樂術語中的多少拍;
//所以拿出譜子, 試探編吧!


unsigned char n=0;//n為節拍常數變量
unsigned char code music_tab[] ={
0x18, 0x30, 0x1C , 0x10, //格式為: 頻率常數, 節拍常數, 頻率常數, 節拍常數,
0x20, 0x40, 0x1C , 0x10,
0x18, 0x10, 0x20 , 0x10,
0x1C, 0x10, 0x18 , 0x40,
0x1C, 0x20, 0x20 , 0x20,
0x1C, 0x20, 0x18 , 0x20,
0x20, 0x80, 0xFF , 0x20,
0x30, 0x1C, 0x10 , 0x18,
0x20, 0x15, 0x20 , 0x1C,
0x20, 0x20, 0x20 , 0x26,
0x40, 0x20, 0x20 , 0x2B,
0x20, 0x26, 0x20 , 0x20,
0x20, 0x30, 0x80 , 0xFF,
0x20, 0x20, 0x1C , 0x10,
0x18, 0x10, 0x20 , 0x20,
0x26, 0x20, 0x2B , 0x20,
0x30, 0x20, 0x2B , 0x40,
0x20, 0x20, 0x1C , 0x10,
0x18, 0x10, 0x20 , 0x20,
0x26, 0x20, 0x2B , 0x20,
0x30, 0x20, 0x2B , 0x40,
0x20, 0x30, 0x1C , 0x10,
0x18, 0x20, 0x15 , 0x20,
0x1C, 0x20, 0x20 , 0x20,
0x26, 0x40, 0x20 , 0x20,
0x2B, 0x20, 0x26 , 0x20,
0x20, 0x20, 0x30 , 0x80,
0x20, 0x30, 0x1C , 0x10,
0x20, 0x10, 0x1C , 0x10,
0x20, 0x20, 0x26 , 0x20,
0x2B, 0x20, 0x30 , 0x20,
0x2B, 0x40, 0x20 , 0x15,
0x1F, 0x05, 0x20 , 0x10,
0x1C, 0x10, 0x20 , 0x20,
0x26, 0x20, 0x2B , 0x20,
0x30, 0x20, 0x2B , 0x40,
0x20, 0x30, 0x1C , 0x10,
0x18, 0x20, 0x15 , 0x20,
0x1C, 0x20, 0x20 , 0x20,
0x26, 0x40, 0x20 , 0x20,
0x2B, 0x20, 0x26 , 0x20,
0x20, 0x20, 0x30 , 0x30,
0x20, 0x30, 0x1C , 0x10,
0x18, 0x40, 0x1C , 0x20,
0x20, 0x20, 0x26 , 0x40,
0x13, 0x60, 0x18 , 0x20,
0x15, 0x40, 0x13 , 0x40,
0x18, 0x80, 0x00
};

void int0()interrupt 1//采用中斷0 控制節拍
{TH0=0xd8;
TL0=0xef;
n--;
}

void delay (unsigned char m)//控制頻率延時
{
unsigned i=3*m;
while(--i);
}

void delayms(unsigned char a)//豪秒延時子程序
{
while(--a);//采用while(--a) 不要采用while(a--); 各位可編譯一下看看匯編結果就知道了!
}

void main()
{ unsigned char p,m;//m為頻率常數變量
unsigned char i=0;
TMOD&=0x0f;
TMOD =0x01;
TH0=0xd8;TL0=0xef;
IE=0x82;
play:
while(1)
{
a: p=music_tab[i];
if(p==0x00){ i=0, delayms(1000); goto play;}//如果碰到結束符,延時1秒,回到開始再來一遍
else if(p==0xff){ i=i+1;delayms(100),TR0=0; goto a;}//若碰到休止符,延時100ms,繼續取下一音符
else{m=music_tab[i++], n=music_tab[i++];}//取頻率常數 和 節拍常數
TR0=1;//開定時器1
while(n!=0) P1=~P1,delay(m);//等待節拍完成, 通過P1口輸出音頻(可多聲道哦!)
TR0=0;//關定時器1
}
}

關鍵詞： mcu音樂程

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