单片机音符频率与定时值的关系.doc

单片机产生乐曲的原理利用单片机产生乐曲音符，再把乐曲音符翻译成计算机音乐语言，由单片机进行信息处理,再通过蜂鸣器或喇叭放出音乐。1.音频脉冲的产生音乐的产生主要是通过单片机的I/O口输出高低不同的脉冲信号来控制蜂鸣器发音，要想产生音频脉冲信号，需要算出某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间。利用单片机定时器计时这个半个周期时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O口反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O口反相，这样就能在此I/O口上得到此频率的脉冲。通常，利用单片机的内部定时器0，工作在方式1下，改变计数初始值THO和TLO来产生不同的率。例如，若单片机采用12MHz晶振，要产生频率为587Hz的音频脉冲时，其音频信号的脉冲周期 T=1/587=1703.5775s，半周期的时间为852s，因此只要令计数器计数=852s/1s=852，在每计数852时将I/O口反相，就可得到C调中音Re。计数脉冲值与频率的关系如下：符频率Hz周期us简谱码(定时初值)音符频率Hz周期us简谱码(定时初值)低1Do262381663628 高1Do104795565058低2Re294340163835高2Re117585165110低3Mi330303064021高3Mi131975865157低4Fa349286564103高4Fa139775165160低5So392255164260高5So156863765217低6La440227264400高6La176056865252低7Si494202464524高7Si196750865282中1Do523191264580中2Re587170364684中3Mi659151764777中4Fa698143264820中5So784127564898中6La880113664968中7Si9881012650302 音乐节拍的产生每个音符使用一个字节，字节的高四位代表音符的高低，低四位代表音符的节拍，表5-2为节拍与节拍码的对照表。如果1拍为0.4s，1/4拍是0.1s只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4拍为1个延迟单位时间，那么1拍对应的就是4个延迟单位时间，以此类推。所以只要求得1/4拍的延迟单位时间，其余的节拍就是它的倍数，表5-3为1/4拍和1/8拍的时间设定。3.音乐软件的设计1).音乐代码库的建立方法（1）先找出乐曲最低音和最高音范围，然后确定音符表T的顺序。（2）把T值建立在表1（TABLE1），构成发音符的计数值放在其中（TABLE1中）。（3）简谱码（音符）为高4位，节拍（节拍数）为低4位，音符的节拍码放在程序的表处（TABLE处）。（4）音符节拍码00H为音乐结束标记。2).选曲在一个程序中，需要演奏两首或两首以上歌曲时，音乐代码库的建立有两种方法：（1） 将每首歌曲建立相互独立的音符表T和发音符计数值表（TABLE）。（2） 也可以建立共用的音符表T后，再写每首歌曲的发音计数值表（TABLE）中的代码。不管采用哪种方法，每首歌曲结束时，在发音计数值表（TABLE）中均需加上音乐结束符00H。4.歌曲的设计下面以歌曲送别的设计为例，讲述歌曲在单片机中实现自动演奏。歌曲送别如下所示：TABLE1:DW 64524,64580,64684,64777 ;7(低),1,2,3 DW 64820,64898,64968,65030,65058 ;4,5,6,7 ,1(高)TABLE: DB 64H,42H,62H,98H DB 74H,92H,72H,68H DB 64H,22H,32H,44H,32H,22H DB 3CH ; DB 64H,42H,62H,94H,04H,82H DB 74H,94H,68H DB 64H,32H,42H,54H,04H,12H DB 2CH ; DB 74H,94H,98H DB 84H,72H,82H,98H DB 72H,82H,92H,72H,72H,62H,42H,22H DB 3C