單片機(jī)音樂播放器設(shè)計(jì)

羅衛(wèi)星

（山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030021）

單片機(jī)音樂播放器設(shè)計(jì)

羅衛(wèi)星

（山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030021）

利用單片機(jī)播放音樂大概是單片機(jī)愛好者感興趣的問題之一。文章從單片機(jī)的基本發(fā)音出發(fā)，談單片機(jī)音樂播放器的設(shè)計(jì)原理，并給出具體實(shí)例，以供參考。

單片機(jī)；音樂；程序設(shè)計(jì)

1 引言

單片機(jī)是芯片級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它可以嵌入到任何對象體系中去，實(shí)現(xiàn)智能化控制。獨(dú)具魅力的單片機(jī)能使你體會(huì)到電腦的真諦，你可以用單片機(jī)親自動(dòng)手設(shè)計(jì)播放簡單音樂程序等。利用單片機(jī)播放音樂大概是單片機(jī)愛好者感興趣的問題之一。本文從單片機(jī)的基本發(fā)音原理出發(fā)，談?wù)剢纹瑱C(jī)音樂播放器的設(shè)計(jì)原理，并給出具體實(shí)例，以供參考。

2 原理

2.1 聲音的產(chǎn)生

聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，振動(dòng)的頻率不同，發(fā)出的聲音也就不同，有規(guī)律的振動(dòng)發(fā)出的聲音稱為“音樂”。一首音樂是由多個(gè)音符構(gòu)成的。每個(gè)音符都對應(yīng)著一個(gè)確定的頻率。例如C調(diào)中的“1”對應(yīng)的振動(dòng)頻率是524 Hz。因此，可以利用不同頻率的組合，構(gòu)成人們想要的音樂。

2.2 單片機(jī)播放音樂的原理

樂曲中不同的音符，實(shí)質(zhì)就是不同頻率的聲音?？梢酝ㄟ^單片機(jī)定時(shí)器計(jì)數(shù)的方式產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號，再利用延時(shí)來控制發(fā)音的長短，即可控制音調(diào)中的節(jié)拍，經(jīng)過放大電路，用P1口的P1.0輸出驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，就產(chǎn)生了美妙和諧的樂曲。人們將樂曲中每一個(gè)音符所對應(yīng)的頻率換算成相應(yīng)的計(jì)數(shù)初值。然后，將這首樂曲中所有音符的計(jì)數(shù)初值編成一個(gè)表，并且每一個(gè)音符的計(jì)數(shù)初值對應(yīng)一個(gè)確定的數(shù)字碼（簡譜碼）見表1。

表1 簡譜對應(yīng)的頻率、簡譜碼和計(jì)數(shù)初值

一首樂曲的每一個(gè)音符除了頻率之外，還有不同的節(jié)拍，即該音符發(fā)音的持續(xù)時(shí)間。只要設(shè)定延時(shí)時(shí)間就可以求得節(jié)拍的時(shí)間。例如：假設(shè)1/4拍為1DELAY，則1拍應(yīng)為4DELAY，以此類推。所以只要求出1/4拍的1DELAY時(shí)間，其余的節(jié)拍就是它的倍數(shù)。

表2 各調(diào)1/4節(jié)拍的時(shí)間設(shè)定和各調(diào)1/8節(jié)拍的時(shí)間設(shè)定

3 參考程序

樂曲《梁祝》的程序：

ORG 0000H

SJMP MAIN

ORG 000BH

AJMP ZD

ORG 0050H 主程序

MAIN：MOV TMOD,#01H

MOV IE,#82H

LOOP：MOV R0,#00；取簡譜碼指針

NEXT：MOV A,R0

MOV DPTR,#TAB

MOVC A,@A+DPTR；查表取音調(diào)和節(jié)拍

MOV R2,A

JZ TZ；為零,不進(jìn)行處理

ANL A,#0FH；不是，則取低4位（節(jié)拍碼）

MOV R5,A；將節(jié)拍碼存入R5

MOV A,R2；將取到的簡譜碼再載入A

SWAP A

ANL A,#0FH；取低4位（音符碼）

JNZ LOOP1；根據(jù)音調(diào)決定是否演奏.

CLR TR0

SJMP DELAY

LOOP1：DEC A；取到的音符碼減 1（不含 0）

MOV 25H,A

RL A

MOV DPTR,#TAB1；至TABLE1取相對的高位字節(jié)計(jì)數(shù)值

MOVC A,@A+DPTR

MOV TH0,A；取到的高位字節(jié)存入TH0

MOV 21H,A；取到的高位字節(jié)存入（21H）

MOV A,22H；在載入取到的音符碼

RL A

INC A

MOVC A,@A+DPTR；至TAB1取相對的低位字節(jié)計(jì)數(shù)值

MOV TL0,A；取到的低位字節(jié)存入TL0

MOV 20H,A；取到的低位字節(jié)存入（20H）

SETB TR0

D0：LCALL DELAY；其本單位時(shí)間1/4拍187毫秒

INC R0；取簡譜碼指針加1

JMP NEXT；取下一個(gè)簡譜碼TZ：CLR TR0

JMP LOOP；重復(fù)循環(huán)

ORG 0200H；定時(shí)器中斷服務(wù)程序ZD：PUSH ACC

PUSH PSW

MOV TL0，20H

MOV TH0，21H

CPL P1.0；將P1.0位反相,控制蜂鳴器發(fā)聲

POP PSW

POP ACC

RETI

DELAY：MOV R7，#02;延時(shí)子程序

D2：MOV R4，#187

D3：MOV R3，#248

DJNZ R3，$

DJNZ R4，D3

DJNZ R7，D2

RET

TAB1：決定節(jié)拍

DW 64 260，64 400，64 521，64 580

DW 64 684，64 777，64 820，64 898

DW 64 968，65 030，65 058，65 110

DW 65 157，65 178，65 217

TAB：樂曲名稱《梁?！?/p>

DB 02H,82H,62H,52H,48H,02H,52H,32H,22H,18H

DB 83H,91H,72H,62H,51H,61H,71H,61H,83H,61H

DB 81H,51H,61H,71H,61H,51H,46H,82H,32H,52H

DB 22H,42H,16H,21H,41H,18H,0E4H,13H,21H,43H

DB 51H,21H,41H,12H,83H,81H,61H,81H,58H,53H

DB 61H,31H,22H,13H,21H,42H,52H,0E2H,42H,21H

DB 11H,91H,41H,18H,63H,81H,32H,52H,21H,41H,

DB 16H,0E4H,11H,21H,31H,51H,26H,11H,21H,43H

DB 51H,82H,62H,52H,61H,51H,42H,21H,11H,0E4H

DB 44H,21H,41H,21H,11H,0E1H,11H,21H,41H,18H

DB 61H,81H,51H,61H,51H,41H,32H,21H,41H,18H

DB 08H,0H,04H；曲子最后靜音5拍長的時(shí)間

DB 00H；樂曲結(jié)束

END

[1] 肖婧，《單片機(jī)入門與趣味實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》，北京航空航天大學(xué)出版社，2008-4，142-144.

Music Player Mono-chip Computers Design

Luo Weixing

The use of Mono-chip Computersr music player is probably the single chip lovers interested in one of the issues.In this paper，the basic pronunciation of Mono-chip Computers，Mono-chip Computers music player to talk about the design principles，and gives concrete examples for reference.

Single Microchip Computer；Music；Programming

TN 912

A

1000-8136(2010)32-0137-02