單片機(jī)音樂播放器設(shè)計

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

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)計原理，并給出具體實例，以供參考。

單片機(jī)；音樂；程序設(shè)計

1 引言

單片機(jī)是芯片級計算機(jī)系統(tǒng)，它可以嵌入到任何對象體系中去，實現(xiàn)智能化控制。獨具魅力的單片機(jī)能使你體會到電腦的真諦，你可以用單片機(jī)親自動手設(shè)計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)計原理，并給出具體實例，以供參考。

2 原理

2.1 聲音的產(chǎn)生

聲音是由物體振動產(chǎn)生的，振動的頻率不同，發(fā)出的聲音也就不同，有規(guī)律的振動發(fā)出的聲音稱為“音樂”。一首音樂是由多個音符構(gòu)成的。每個音符都對應(yīng)著一個確定的頻率。例如C調(diào)中的“1”對應(yīng)的振動頻率是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，實質(zhì)就是不同頻率的聲音。可以通過單片機(jī)定時器計數(shù)的方式產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號，再利用延時來控制發(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音符所對應(yīng)的頻率換算成相應(yīng)的計數(shù)初值。然后，將這首樂曲中所有音符的計數(shù)初值編成一個表，并且每一個音符的計數(shù)初值對應(yīng)一個確定的數(shù)字碼（簡譜碼）見表1。

表1 簡譜對應(yīng)的頻率、簡譜碼和計數(shù)初值

一首樂曲的每一個音符除了頻率之外，還有不同的節(jié)拍，即該音符發(fā)音的持續(xù)時間。只要設(shè)定延時時間就可以求得節(jié)拍的時間。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)拍的時間設(shè)定和各調(diào)1/8節(jié)拍的時間設(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；其本單位時間1/4拍187毫秒

INC R0；取簡譜碼指針加1

JMP NEXT；取下一個簡譜碼TZ：CLR TR0

JMP LOOP；重復(fù)循環(huán)

ORG 0200H；定時器中斷服務(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《梁祝》

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拍長的時間

DB 00H；樂曲結(jié)束

END

[1] 肖婧，《單片機(jī)入門與趣味實驗設(shè)計》，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