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标题: 单片机演奏音乐原理与模拟实验 [打印本页]

作者: liyf 时间: 2012-1-16 16:43
标题: 单片机演奏音乐原理与模拟实验
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。

MCS51单片机汇编程序
??;标题 '八月桂花香'发声程序?ORG 0000HLJMP STARTORG 000BHINC 20H ;中断服务,中断计数器加1?MOV TH0,#0D8HMOV TL0,#0EFH ;12M晶振，形成10毫秒中断?RETISTART:MOV SP,#50HMOV TH0,#0D8HMOV TL0,#0EFHMOV TMOD,#01HMOV IE,#82HMUSIC0:NOPMOV DPTR,#DAT ;表头地址送DPTR?MOV 20H,#00H ;中断计数器清0?MUSIC1:NOPCLR 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 MUSIC3MUSIC5:NOPMOV R6,A ;R6=18H音符的频率?INC DPTR ;DPTR加一?MOV A,#0MOVC 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:NOPCPL P2.5

2.5是音乐输出引脚?MOV A,R6MOV R3,A ;R3=R6=18H?LCALL DELMOV A,R7CJNE 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 DPTRLJMP MUSIC1MUSIC3:NOP ;休止100毫秒?CLR TR0MOV R2,#0DH ;R2=13?MUSIC4:NOPMOV R3,#0FFH ;R3=255?LCALL DELDJNZ R2,MUSIC4INC DPTRLJMP MUSIC1END0:NOPMOV R2,#0FFH ;歌曲结束,延时1秒后继续?MUSIC6:MOV R3,#00HLCALL DELDJNZ R2,MUSIC6LJMP MUSIC0DEL:NOPDEL3:MOV R4,#02HDEL4:NOPDJNZ R4,DEL4NOPDJNZ R3,DEL3RETNOPDAT

B 18H, 30H, 1CH, 10HDB 20H, 40H, 1CH, 10HDB 18H, 10H, 20H, 10HDB 1CH, 10H, 18H, 40HDB 1CH, 20H, 20H, 20HDB 1CH, 20H, 18H, 20HDB 20H, 80H, 0FFH, 20HDB 30H, 1CH, 10H , 18HDB 20H, 15H, 20H , 1CHDB 20H, 20H, 20H , 26HDB 40H, 20H , 20H , 2BHDB 20H, 26H, 20H , 20HDB 20H, 30H , 80H , 0FFHDB 20H, 20H, 1CH , 10HDB 18H, 10H, 20H , 20HDB 26H, 20H , 2BH , 20HDB 30H, 20H , 2BH , 40HDB 20H, 20H , 1CH , 10HDB 18H, 10H, 20H, 20HDB 26H, 20H , 2BH, 20HDB 30H, 20H, 2BH , 40HDB 20H, 30H, 1CH , 10HDB 18H, 20H , 15H , 20HDB 1CH, 20H , 20H , 20HDB 26H, 40H, 20H , 20HDB 2BH, 20H, 26H , 20HDB 20H, 20H, 30H , 80HDB 20H, 30H, 1CH , 10HDB 20H, 10H, 1CH , 10HDB 20H, 20H, 26H , 20HDB 2BH, 20H, 30H , 20HDB 2BH, 40H, 20H , 15HDB 1FH, 05H, 20H , 10HDB 1CH, 10H, 20H , 20HDB 26H, 20H, 2BH , 20HDB 30H, 20H, 2BH , 40HDB 20H, 30H, 1CH , 10HDB 18H, 20H , 15H , 20HDB 1CH, 20H , 20H , 20HDB 26H, 40H, 20H , 20HDB 2BH, 20H, 26H , 20HDB 20H, 20H, 30H, 30HDB 20H, 30H, 1CH, 10HDB 18H, 40H, 1CH, 20HDB 20H, 20H, 26H, 40HDB 13H, 60H, 18H , 20HDB 15H, 40H, 13H , 40HDB 18H, 80H, 00HEND

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