利用 单片机 演奏音乐大概是单片机爱好者感兴趣的问题之一。这里我们用网站提供的实验板来做这个实验,并且了解单片机演奏音乐的基本原理,和相关的源程序。
首先来完成必要的硬件部分,硬件部分比较简单,如下图:
AT89C51 单片机 的P2.5口控制一个8550的三极管,三极管控制电磁蜂鸣器的电源通断。
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。
下面给出程序序请单,可直接在51实验板上进行演奏。本程序演奏的是民歌“八月桂花遍地开”,C调,节奏为94拍/分。网友也可以自行找出一首歌,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。
;标题 '八月桂花香'发声程序
ORG 0000H
LJMP START
ORG 000BH
INC 20H ;中断服务,中断计数器加1
MOV TH0,#0D8H
MOV TL0,#0EFH ;12M晶振,形成10毫秒中断
RETI
START:
MOV SP,#50H
MOV TH0,#0D8H
MOV TL0,#0EFH
MOV TMOD,#01H
MOV IE,#82H
MUSIC0:
NOP
MOV DPTR,#DAT ;表头地址送DPTR
MOV 20H,#00H ;中断计数器清0
MUSIC1:
NOP
CLR A ;A清零
MOVC A,@A+DPTR ;查表取代码
JZ END0 ;是00H,则结束
CJNE A,#0FFH,MUSIC5 ;如果是休止符,往下执行
LJMP MUSIC3
MUSIC5:
NOP
MOV R6,A ;R6=18H音符的频率
INC DPTR ;DPTR加一
MOV A,#0
MOVC A,@A+DPTR ;取节拍代码送R7
MOV R7,A ;R7=30H音符发音的时间
SETB TR0 ;启动计数
MUSIC2:
NOP
CPL P2.5 ;P2.5是音乐输出引脚
MOV A,R6
MOV R3,A ;R3=R6=18H
LCALL DEL
MOV A,R7
CJNE A,20H,MUSIC2 ;中断计数器(20H)=R7否?
;不等,则继续循环
MOV 20H,#00H ;等于,则取下一代码
INC DPTR
LJMP MUSIC1
MUSIC3:
NOP ;休止100毫秒
CLR TR0
MOV R2,#0DH ;R2=13
MUSIC4:
NOP
MOV R3,#0FFH ;R3=255
LCALL DEL
DJNZ R2,MUSIC4
INC DPTR
LJMP MUSIC1
END0:
NOP
MOV R2,#0FFH ;歌曲结束,延时1秒后继续
MUSIC6:
MOV R3,#00H
LCALL DEL
DJNZ R2,MUSIC6
LJMP MUSIC0
DEL:
NOP
DEL3:
MOV R4,#02H
DEL4:
NOP
DJNZ R4,DEL4
NOP
DJNZ R3,DEL3
RET
NOP
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