音乐程序原理

1、音乐程序的设计原理和程序如下：2 z& p/ s# l! c; i! / r7 p, ?6 v设计原理7 l9 8 r! ?! b3 t1 - j! z 总体原理：- x9 l$ p* s3 c# p! 8 a 乐曲中不同的音符，实质就是不同频率的声音。通过单片机产生不同的频率的脉冲信号，经过放大电路，由蜂鸣器放出，就产生了美妙和谐的乐曲。# a& q; m+ c. g# g2 c 单片机产生不同频率脉冲信号的原理：/ g& p8 r p7 l v$ k t2 h0 t1）要产生音频脉冲，只要算出某一音频的脉冲（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间，利用定时器计时这个半周期的时间，

2、每当计时到后就将输出脉冲的i/o反相，然后重复计时此半周期的时间再对i/o反相，就可以在i/o脚上得到此频率的脉冲。: o5 _* o t5 3 x) l2）利用8051的内部定时器使其工作在计数器模式mode1下，改变计数值th0及tl0以产生不同频率的方法如下：+ o& o! 0 m1 p0 u, y2 ? 例如，频率为523hz，其周期天/523 s=1912us，因此只要令计数器计时956us/1us=956，在每计数956次时就将i/o反接，就可得到中音do（532hz）。 1 g2 5 e3 o7 v! b. m计数脉冲值与频率的关系公式如下：% 0 l+ ! f5 |5 |0 n

3、+ n=fi/2/fr ) f1 y9 |, ?7 ) j（n：计数值，fi：内部计时一次为1us，故其频率为1mhz，fr：要产生的频率 ）9 kh8 l5 / b 其计数值的求法如下：/ q: 4 ! a# w. l6 k gt=65536-n=65536-fi/2/fr* n+ g1 y# d& l6 f; n7 l- t计算举例：9 w; w2 q3 7 x1 x4 t0 j设k=65536,f=1000000=fi=1mhz，求低音do（261hz）、中音do（523hz）、高音do（1046hz）的计数值。6 kq# o% a. _t=65536-n=65536-fi/2/fr=6

4、5536-1000000/2/fr=65536-500000/fr9 k& ) b0 w- - h- s d低音do的t=65536-500000/262=636279 v4 f; % u5 e4 z) k7 中音do的t=65536-500000/523=64580; t9 g/ x c0 s, r高音do的t=65536-500000/1047=65059! z q3 h2 q; z9 e c调个音符频率与计数值t的对照表如下表所示：- r* x# t! b d, r z, g4 u( : x# h) x( w. 1 h# y0 k3 w表9.1c调各音符频率与计数值t的对照表+ x! w

5、- / 5 d5 s音符 频率（hz） 简谱码t值 音符 频率（hz） 简谱码t值- c/ x; c+ w3 t& z; x9 e低1do 262 63628 #4fa# 740 64860f: y2 y4 x3 k* i% 3 w4 l0 z#1do# 277 63731 中5so 784 64898$ a. t0 w) |. _7 m& d低2re 294 63835 #5so# 831 649237 z% w# l6 d9 a1 y/ a! d#2re# 311 63928 中6la 880 64968 u9 q5 l! # r8 4 l( h低3m 330 64103 #6 932 6

6、4994l4 d7 : 3 k! s: q, a低4fa 349 64103 中7si 988 650301 b, ?& - 8 ac#4fa# 370 64260 高1do 1046 65058* b& , . u3 x低5so 392 64260 #1do# 1109 65085) d/ d i5 w* q j#5so# 415 64331 高2re 1175 65110; n; w2 g1 i, r+ h6 低6la 440 64400 #2re# 1245 65124. , r3 x! 6 z0 w#6 466 64463 高3m 1318 651576 r, c# k# i; x)

7、n低7si 494 64524 高4fa 1397 65178; k/ jp- d4 w中1do 523 64580 #4fa# 1480 651986 9 w; f h( _+ j7 j/ h: v# z# f, h7 w! cd 每个音符使用1个字节，字节的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的节拍，下表为节拍码的对照。但如果1拍为0.4秒，1/4拍是0.1秒，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4节拍为1delay，则1拍应为4delay，以此类推。所以只要求得1/4拍的delay时间，其余的节拍就是它的倍数，如下表为1/4和1/8节拍的时间设定。 1 g2 y: 2 u# b表

8、9.2节拍码对照表# 1 l& z9 ?* e$ . y; n1/4节拍 1/8节拍0 w9 s5 e5 il8 g& _2 t9 v节拍码 节拍数 节拍码 节拍数: r8 % _0 t w; u! z6 s, n) s1 1/4拍 1 1/8拍5 a. h: v, e( m1 s* u7 i2 2/4拍 2 1/4拍9 b( f- m5 o+ j/ x3 3/4拍 3 3/8拍* ( t$ p1 a6 w! d7 b! a b4 1拍 4 1/2拍- m# c) y$ q4 o8 l5 1又1/4拍 5 5/8拍- i2 . 7 b8 0 n6 1又1/2拍 6 3/4拍9 t6 k4 p)

9、 v/ o, p5 lm, _7 1又3/4拍 7 7/8拍6 3 2 9 n+ c8 2拍 8 1拍) a2 u2 c, c- d# 9 2又1/4拍 9 1又1/8拍8 - y; / q x+ ya 2又1/2拍 a 1又1/4拍 q( 2 |# v) h* n1 a8 s( ab 2又3/4拍 b 1又3/8拍3 b( ! u( g$ r+ p0 g: b6 hc 3拍 c 1又1/2拍2 j9 b( i; k1 k! cd 3又1/4拍 d 1又5/8拍- ( g( c! - r3 a; ge 3又1/2拍 e 1又3/4拍; d. 5 e! b; j kf 3又3/4拍 f 1又7/

10、8拍) c1 u; v0 p& m6 d9 kq表9.3 各调节拍的时间设定表$ + 6 r. t6 e9 0 q1/4节拍 1/8节拍+ o/ yn5 q4 eu& |$ k5 m曲调值 delay 曲调值 delay8 * u! m w# j5 p8 s+ c调4/4 125毫秒 调4/4 62毫秒4 c9 - n o! y: tf& ic# a调3/4 187毫秒 调3/4 94毫秒& s8 e9 r# n$ f* q/ k9 y. b8 调2/4 250毫秒 调2/4 125毫秒$ v7 q8 e. z5 w! y) 6 b* i 建立音乐的步骤：! k t5 c% z1 n0 g0

11、v- r7 w 1）先把吧乐谱的音符找出，然后由上表建立t值表的顺序。+ n e; k) * |4 w; |+ f 2）把t值表建立在table1，构成发音符的计数值放在“table”。! w, d+ ! p5 k- p. n3）简谱码（音符）为高位，节拍为（节拍数）为低4位，音符节拍码放在程序的“table”处。+ o) a! 0 f) f; o/ g4 _! b6 u1 b5 x表9.4简谱对应的简谱码、t值、节拍数- c5 |5 ) c6 k3 l0 z! x简谱 发音 简谱码 t值 节拍码 节拍数: f$ o+ b8 f j2 u, e: % f5 低5so 1 64260 1 1/4

12、拍0 o; k5 x. u0 k+ v! y6 低6la 2 64400 2 2/4拍5 t0 g% v: g; j ny+ z7 低7si 3 64524 3 3/4拍- r* s7 q e, z u9 ( z7 i1 中1do 4 64580 4 1拍! l- |. v0 p. m2 n/ - ! q; e, 2 中2re 5 64684 5 1又1/4拍! g+ f5 k4 ( z/ x7 k) * 3 中3m 6 64777 6 1又2/4拍. e p h) es4 中4fa 7 64820 7 1又3/4拍q p& i4 yh5 4 * t9 z. 5 中5so 8 64898 8

13、2拍: y4 j/ m, 2 _& q: u6 中6la 9 64968 9 2又1/4拍( _6 y6 g5 e2 k7 中7si a 65030 a 2又2/4拍/ y: o% ! n8 p9 0 f9 y1 e9 t1 高1do b 65058 b 2又3/4拍) h) & b 4 p 2 a7 u1 f b2 高2re c 65110 c 3拍* n, z# p( w3 j5 f) q, * c j3 高3m d 65157 d 3又1/4拍2 z$ p3 w3 j6 ew- 5 _5 y4 高4fa e 65178 e 3又2/4拍1 e2 c5 x5 z+ o0 d$ o- c5

14、高5so f 65217 f 3又3/4拍8 b$ 6 ?% - 不发音 0 5 g6 k; e; |1 q7 n* f% j, y t0 y* a1/4拍的延迟时间=187毫秒8 t: e, v4 f) g- w ndelay: movr7,#2. nv8 0 q; g; d) fd2: movr4,#1874 ?1 ?! 0 s: l% e2 e5 v0 g0 t9 ud3: movr3,#2480 e# y g# n7 j; ldjnzr3,$0 t! j$ t. w6 b! p/ odjnzr4,d38 a5 r3 k4 m5 h9 y5 ) q$ kdjnzr7,d2# _/ g*

15、t, d1 p( ) j/ h. z& gret5 a7 m3 z) h0 r) t9 h9 d( v4程序范例3 n. o& bu1 k: j7 org 0000h ；主程序起始地址% |, d x7 j% l% l, r( t7 osjmp start ；跳至主程序, x. ?6 f, c- q% z0 z* v( t! borg 000bh ；timer0中断起 始地址i1 o7 x, v% 7 1 g ljmp tim0 ；跳至timer0中断子程序9 9 ?s. n5 v8 d b3 lstart:mov tmod,#01h ；设t0在m1 c - d/ x$ dq mov ie,#

16、82h ；中断使能% z; o9 q k, k i. sstart0:mov 30h,#00 ；取简谱码指针! u; f s& k+ bnext: mov a,30h ；简谱码指针载入a2 e. f ! - v# w) n% mov dptr,#tab ；至tab取简谱码! d! x! ( r9 e, s0 . lmovc a,a+dptr ；* 4 g v. w2 r5 y& ?* i* d0 c& n mov r2,a ；渠道的简谱码暂存于r2- o w3 , d* b % g0 u jzend0 ；是否渠道00（结束码）% r h o+ y1 9 c anla,#0fh ；不是，则取低4

17、位（节拍码）2 g r& g m( w* t mov r5,a；将节拍码存入r5. e7 r2 c! 1 o8 y2 y+ f u mov a,r2；将取到的简谱码再载入a+ . + y7 t0 l0 k1 a; f5 swap a ；高低4位交换m: u; i! + u5 m lw anla,#0fh；取低4位（音符码）% m6 h; j e6 m9 e jnzsing；取到的音符码是否为0？ x. a- k% c% z1 t2 e v! r9 p1 o* d, z clr tr0 ；开始，则不发音! l- t5 , p2 k f; n sjmp d1 ；跳至d1# u 9 ) a: 3 /

18、 jsing: dec a ；取到的音符码减1（不含0）5 e( g/ a+ c& h2 z- l, b mov 22h,a；存入（22h）5 2 _% k% o z1 rla ；乘23 l- t7 l5 u: o+ p mov dptr,#tab1 ；至table1取相对的高位字节计数值. n8 e0 , q0 t6 e w |$ u: j movc a,a+dptr ；5 _o; * d* 0 ch7 mov th0,a；取到的高位字节存入th0+ r9 k/ t# * c: ?) smov 21h,a；取到的高位字节存入（21h）1 t7 ?0 j; y h f6 amov a,22h；

19、在载入取到的音符码& 6 u# z( 0 ez- m/ e& orla ；乘2te) x6 r g8 c% _0 xinca ；加14 c. b) a: d5 ?movc a,a+dptr ；至table1取相对的低位字节计数值& g4 y+ n$ i/ n; g7 u) omov tl0,a；取到的低位字节存入tl01 n4 k& ?0 n8 , c+ % zmov 20h,a；取到的低位字节存入（20h）0 a1 w% s& . q6 l: dsetb tr0 ；启动timer0$ 0 ? ?/ u9 w2 g. z/ o: b0 pd1:lcall delay；其本单位时间1/4拍187

20、毫秒1 g: g7 3 x1 e inc30h ；取简谱码指针加1* z z$ l: o5 m2 u jmp next；取下一个简谱码3 d1 s! n e/ e# d1 yend0： clr tr0 ；停止timer0) q% : q6 7 _: m5 v jmp start0；重复循环 i0 r) m( w; i2 ftim0： push acc；将a的值暂存于堆栈! r! p) k1 f. _6 m1 q6 d l, he push psw；将psw的值暂存于堆栈: v& l% f9 a% x mov tl0，20h ；重设计数值4 u/ n6 a3 6 w* z. u ?1 b( w5

21、 r2 p mov th0，21h ；: yd8 0 m8 s cplp3.0；将p3.0位反相,控制蜂鸣器发声( * e0 m4 v. f5 e( : j- g pop psw；至堆栈取回psw的值6 h( e$ h; s k- ( o) k pop acc；至堆栈取回a的值* x8 g$ y9 a+ d- / k2 s6 reti : s z* o: w6 y% k/ b/ u) . ?) idelay：mov r7，#02 ) p& # w# e& 1 g0 q; e z* fd2： mov r4，#187 $ |. e! d9 v3 w$ k. ! td3： mov r3，#248 4

22、 m4 h3 u! o! d* l: us djnz r3，$ # z k, + k i7 m% : z djnz r4，d3 4 g7 u- r/ ) a$ q. v6 q. h djnz r7，d2 _7 o$ g+ u& $ l$ c ret g2 a+ 9 o) - l6 y. tab1： ；决定节拍, u( g$ s9 o7 6 y+ w6 h n0 q5 ddw64260，64400，64521，64580 n9 j j, d9 # b: c dw64684，64777，64820，64898. r1 q. r# 4 g n# * k# a n5 dw64968，65030，65058，651100 u, p6 x9 e( k0 k; w4 i) l6 i dw65157，65178，65217 6 br$ e, x, g, h/ l9 i( xtab: ；乐曲名称梁祝4 wk 1 w% w/ s$