單片機(jī)演奏音樂實(shí)驗(yàn)

利用單片機(jī)演奏音樂大概是單片機(jī)愛好者感興趣的問題之一。這里我們用網(wǎng)站提供的實(shí)驗(yàn)板來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，并且了解單片機(jī)演奏音樂的基本原理，和相關(guān)的源程序。

首先來完成必要的硬件部分，硬件部分比較簡(jiǎn)單，如下圖：

AT89C51單片機(jī)的P2.5口控制一個(gè)8550的三極管，三極管控制電磁蜂鳴器的電源通斷。

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(jī)某個(gè)口線的高電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時(shí)程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時(shí)間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)。

例如，要產(chǎn)生200HZ的音頻信號(hào)，200HZ音頻的變化周期為1/200秒，即5ms。這樣，當(dāng)P2.5的高電平或低電平的持續(xù)時(shí)間為2.5ms時(shí)就能發(fā)出200HZ的音調(diào)。

樂曲中，每一音符對(duì)應(yīng)著確定的頻率，我們將每一音符的時(shí)間常數(shù)和其相應(yīng)的節(jié)拍常數(shù)作為一組，按順序?qū)非械乃谐?shù)排列成一個(gè)表，然后由查表程序依次取出，產(chǎn)生音符并控制節(jié)奏，就可以實(shí)現(xiàn)演奏效果。

此外，結(jié)束符和體止符可以分別用代碼00H和FFH來表示，若查表結(jié)果為00H，則表示曲子終了；若查表結(jié)果為FFH，則產(chǎn)生相應(yīng)的停頓效果。

為了產(chǎn)生手彈的節(jié)奏感，在某些音符（例如兩個(gè)相同音符）音插入一個(gè)時(shí)間單位的頻率略有不同的音符。

程序框圖如圖2所示。

下面給出程序序請(qǐng)單，可直接在51實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行演奏。本程序演奏的是民歌“八月桂花遍地開”，C調(diào)，節(jié)奏為94拍/分。網(wǎng)友也可以自行找出一首歌，將樂曲翻譯成碼表輸入機(jī)器，而程序不變。本實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)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(jī)器的演奏學(xué)唱一首歌曲，其趣味無窮。

 
        ;標(biāo)題 '八月桂花香'發(fā)聲程序
        ORG 0000H
        LJMP START
        ORG 000BH
        INC 20H       ;中斷服務(wù),中斷計(jì)數(shù)器加1
        MOV TH0,#0D8H
        MOV TL0,#0EFH ;12M晶振，形成10毫秒中斷
        RETI
START:  
        MOV SP,#50H
        MOV TH0,#0D8H
        MOV TL0,#0EFH
        MOV TMOD,#01H
        MOV IE,#82H
MUSIC0: 
        NOP
        MOV DPTR,#DAT ;表頭地址送DPTR
        MOV 20H,#00H  ;中斷計(jì)數(shù)器清0
MUSIC1: 
        NOP
        CLR A         ;A清零
        MOVC A,@A+DPTR;查表取代碼
        JZ END0       ;是00H,則結(jié)束
        CJNE A,#0FFH,MUSIC5   ;如果是休止符，往下執(zhí)行
        LJMP MUSIC3
MUSIC5: 
        NOP
        MOV R6,A      ;R6=18H音符的頻率
        INC DPTR      ;DPTR加一
        MOV A,#0
        MOVC A,@A+DPTR;取節(jié)拍代碼送R7
        MOV R7,A      ;R7=30H音符發(fā)音的時(shí)間
        SETB TR0      ;啟動(dòng)計(jì)數(shù)
MUSIC2: 
        NOP
        CPL P2.5      ;P2.5是音樂輸出引腳
        MOV A,R6
        MOV R3,A      ;R3=R6=18H
        LCALL DEL
        MOV A,R7
        CJNE A,20H,MUSIC2     ;中斷計(jì)數(shù)器(20H)=R7否?
        ;不等,則繼續(xù)循環(huán)
        MOV 20H,#00H  ;等于,則取下一代碼
        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  ;歌曲結(jié)束,延時(shí)1秒后繼續(xù)
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
DAT:    
        DB 18H, 30H, 1CH, 10H
        DB 20H, 40H, 1CH, 10H
        DB 18H, 10H, 20H, 10H
        DB 1CH, 10H, 18H, 40H
        DB 1CH, 20H, 20H, 20H
        DB 1CH, 20H, 18H, 20H
        DB 20H, 80H, 0FFH, 20H
        DB 30H, 1CH, 10H , 18H
        DB 20H, 15H, 20H , 1CH
        DB 20H, 20H, 20H , 26H
        DB 40H, 20H , 20H , 2BH
        DB 20H, 26H, 20H , 20H
        DB 20H, 30H , 80H , 0FFH
        DB 20H, 20H, 1CH , 10H
        DB 18H, 10H, 20H , 20H
        DB 26H, 20H , 2BH , 20H
        DB 30H, 20H , 2BH , 40H
        DB 20H, 20H , 1CH , 10H
        DB 18H, 10H, 20H, 20H
        DB 26H, 20H , 2BH, 20H
        DB 30H, 20H, 2BH , 40H
        DB 20H, 30H, 1CH , 10H
        DB 18H, 20H , 15H , 20H
        DB 1CH, 20H , 20H , 20H
        DB 26H, 40H, 20H , 20H
        DB 2BH, 20H, 26H , 20H
        DB 20H, 20H, 30H , 80H
        DB 20H, 30H, 1CH , 10H
        DB 20H, 10H, 1CH , 10H
        DB 20H, 20H, 26H , 20H
        DB 2BH, 20H, 30H , 20H
        DB 2BH, 40H, 20H , 15H
        DB 1FH, 05H, 20H , 10H
        DB 1CH, 10H, 20H , 20H
        DB 26H, 20H, 2BH , 20H
        DB 30H, 20H, 2BH , 40H
        DB 20H, 30H, 1CH , 10H
        DB 18H, 20H , 15H , 20H
        DB 1CH, 20H , 20H , 20H
        DB 26H, 40H, 20H , 20H
        DB 2BH, 20H, 26H , 20H
        DB 20H, 20H, 30H, 30H
        DB 20H, 30H, 1CH, 10H
        DB 18H, 40H, 1CH, 20H
        DB 20H, 20H, 26H, 40H
        DB 13H, 60H, 18H , 20H
        DB 15H, 40H, 13H , 40H
        DB 18H, 80H, 00H
        END