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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(wǎng)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(fā)間實驗出發(fā),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(fā)音實驗

本文引用地址:http://www.2s4d.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(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,若再利用延時程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時間,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,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(shù),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(xù)時間為2.5ms,即R3的時間常數(shù)取2500/20=125(7DH)時,就能發(fā)出200HZ的音調(diào)。將上述程序鍵入學習機,并不斷修改R3的常數(shù)可以感到音調(diào)的變化。

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

讀者可以根據(jù)表1所提供的常數(shù),將其16進制代碼送入R3,反復練習體會。根據(jù)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(jié)奏,即一音符的持續(xù)時間。

音符的節(jié)拍我們可以用定時器T0來控制,送入不同的初值,就可以產(chǎn)生不同的定時時間。便如某歌曲的節(jié)奏為每分鐘94拍,即一拍為0.64秒。其它節(jié)拍與時間的對應關(guān)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(xiàn)不同節(jié)拍。我們可以用T0來產(chǎn)生10毫秒的時間基準,然后設置一個中斷計數(shù)器,通過判別中斷計數(shù)器的值來控制節(jié)拍時間的長短。表2中也給出了各種節(jié)拍所對應的時間常數(shù)。例如對1/4拍音符,定時時間為0.16秒,相應的時間常數(shù)為16(即10H);對3拍音符,定時時間為1.92秒,相應時間長數(shù)為192(即C0H)。

我們將每一音符的時間常數(shù)和其相應的節(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(diào),節(jié)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(shù),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(wǎng)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(guān)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(shù)即音樂術(shù)語中的音調(diào),而節(jié)拍常數(shù)即音樂術(shù)語中的多少拍;
//所以拿出譜子, 試探編吧!


unsigned char n=0;//n為節(jié)拍常數(shù)變量
unsigned char code music_tab[] ={
0x18, 0x30, 0x1C , 0x10, //格式為: 頻率常數(shù), 節(jié)拍常數(shù), 頻率常數(shù), 節(jié)拍常數(shù),
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(jié)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(jié)果就知道了!
}

void main()
{ unsigned char p,m;//m為頻率常數(shù)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(jié)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(xù)取下一音符
else{m=music_tab[i++], n=music_tab[i++];}//取頻率常數(shù) 和 節(jié)拍常數(shù)
TR0=1;//開定時器1
while(n!=0) P1=~P1,delay(m);//等待節(jié)拍完成, 通過P1口輸出音頻(可多聲道哦!)
TR0=0;//關(guān)定時器1
}
}




關(guān)鍵詞: mcu音樂程

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