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mcu音乐程序的设计与实验

作者: 时间:2016-11-27 来源:网络 收藏
利用单片机(或单板机)奏乐大概是无线电爱好者感兴趣的问题之一。本文从单片机的基本发间实验出发,谈谈音乐程序的设计原理,并给出具体实例,以供参考。

1.单片机的基本发音实验

本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/201611/322391.htm

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,按图1接入喇叭(若属临时实验,也可将喇叭直接接在P1口线上),实验程序为:

其中子程序DEL为延时子程序,当R3为1时,延时时间约为20us,R3中存放延时常数,对200HZ音频,其周期为1/200秒,即5ms。这样,当P1.4的高电平或低电平的持续时间为2.5ms,即R3的时间常数取2500/20=125(7DH)时,就能发出200HZ的音调。将上述程序键入学习机,并不断修改R3的常数可以感到音调的变化。

乐曲中,每一音符对应着确定的频率,表1给出C调时各音符频率及其相应的时间常数。

读者可以根据表1所提供的常数,将其16进制代码送入R3,反复练习体会。根据表1可以奏出音符。仅这还不够,要准确奏出一首曲子,必须准确地控制乐曲节奏,即一音符的持续时间。

音符的节拍我们可以用定时器T0来控制,送入不同的初值,就可以产生不同的定时时间。便如某歌曲的节奏为每分钟94拍,即一拍为0.64秒。其它节拍与时间的对应关系见表2。

但时,由于T0的最大定时时间只能为131毫秒,因此不可能直接用改变T0的时间初值来实现不同节拍。我们可以用T0来产生10毫秒的时间基准,然后设置一个中断计数器,通过判别中断计数器的值来控制节拍时间的长短。表2中也给出了各种节拍所对应的时间常数。例如对1/4拍音符,定时时间为0.16秒,相应的时间常数为16(即10H);对3拍音符,定时时间为1.92秒,相应时间长数为192(即C0H)。

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FFH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。

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。

程序框图如图2所示。

可直接在TD-III型学习机上演奏,对其它不同型号的学习机,只需相应地改变一下地址即可。本程序演奏的是民歌“八月桂花遍地开”,C调,节奏为94拍/分。读者也可以自行找出一首歌,按表1和表2给定的常数,将乐曲翻译成码表输入机器,而程序不变。本实验方法简便,即使不懂音乐的人,将一首陌生的曲子翻译成代码也是易事,和着机器的演奏学唱一首歌曲,其趣味无穷。

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

下面这个例子是我在网上找的简单易懂,只不过是用C编写的,而且基本思想跟上面讲的相同。

#i nclude
#i nclude
//本例采用89C52, 晶振为11.0592MHZ
//关于如何编制音乐代码, 其实十分简单,各位可以看以下代码.
//频率常数即音乐术语中的音调,而节拍常数即音乐术语中的多少拍;
//所以拿出谱子, 试探编吧!


unsigned char n=0;//n为节拍常数变量
unsigned char code music_tab[] ={
0x18, 0x30, 0x1C , 0x10, //格式为: 频率常数, 节拍常数, 频率常数, 节拍常数,
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()interrupt1//采用中断0 控制节拍
{TH0=0xd8;
TL0=0xef;
n--;
}

void delay (unsigned char m)//控制频率延时
{
unsigned i=3*m;
while(--i);
}

void delayms(unsigned char a)//豪秒延时子程序
{
while(--a);//采用while(--a) 不要采用while(a--); 各位可编译一下看看汇编结果就知道了!
}

void main()
{ unsigned char p,m;//m为频率常数变量
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;}//如果碰到结束符,延时1秒,回到开始再来一遍
else if(p==0xff){ i=i+1;delayms(100),TR0=0; goto a;}//若碰到休止符,延时100ms,继续取下一音符
else{m=music_tab[i++], n=music_tab[i++];}//取频率常数 和 节拍常数
TR0=1;//开定时器1
while(n!=0) P1=~P1,delay(m);//等待节拍完成, 通过P1口输出音频(可多声道哦!)
TR0=0;//关定时器1
}
}




关键词:mcu音乐程

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