【文章內容簡介】 器計數初值為 X，則可根據下式計算 X： 1 6 61 / ( 2 ) ( 2 ) 1 2 / (6 1 0 )fX? ? ? ? ? 圖 226 晶振電路 控制 電路 設計 控制電路，鍵一與 相連、鍵二與 相連、鍵 3 與 相連。當電鍵按下時接口接低電平，從而實現(xiàn)對音樂播放器的控制。鍵一聯(lián)通實現(xiàn)上一曲更換，鍵二聯(lián)通實現(xiàn)下一曲更換，鍵三聯(lián)通實現(xiàn)開始暫停操作。 圖 227 復位電路 輸出 電路 設計 發(fā)聲電路由數字揚聲器連接 接口實現(xiàn)音樂的輸出， 由控制電路發(fā)出操作指令后，單片機調用相應程序，并將音樂信號由 口輸出，通過驅動揚聲 9 器發(fā)出美妙的音樂。 圖 228 輸出 電路 總體流程圖 主程序實現(xiàn)對單片機進行初始化后，進入曲目識別子程序，進行歌曲曲目判斷。確定歌曲曲目后，數碼管再進行顯示。然后，子程序對是否播放進行循環(huán)判斷，得到播放中斷的指令后再進行播放。 執(zhí)行播放后，關閉數碼管顯示并調用查表子程序進行播放音樂。在播放音樂的過程中，查表子程序循環(huán)判斷音樂是否結束。當音樂結束時，程序跳轉回曲目識 別子程序。 10 開 始播 放 音 樂數 碼 管 顯 示關 閉 顯 示判 斷 是 否 結 束否是上 一 曲 、 下 一 曲播 放 /暫 停初 始 化查 詢 歌 曲 曲 目等 待 播 放結 束 圖 31 總體流程圖 音調的高低用音階表示，不同的音階對應不同的頻率。因此，不同頻率的方波就可以產生音階，音階與頻率的關系見表 1。由于頻率的倒數是周期，因此可由單片機中的定時控制方波周期，當定時器計數溢出時產生中斷。將與揚聲器連 11 接的 取反后就可得到方波的周期，從而達到了控制頻率，即音階的目的。 音階與頻率的關系及 如下表： 音階 頻率（ Hz） 定時器初值 音階 頻率（ Hz） 定時器初值 音階 頻率（ Hz） 定時器初值 1 2 3 4 5 6 7 0 131 147 165 175 196 220 247 0 0F85EH 0F933H 0F9F0H 0FA49H 0FAE6H 0FB74H, 0FBF4H 0100H 1 2 3 4 5 6 7 0 262 294 330 349 392 440 494 0 0FC2FH 0FC99H 0FCF8H 0FD22H 0FD73H 0FDBAH 0FDFAH 0100H 1 2 3 4 5 6 7 0 523 587 659 698 784 880 988 0 0FE17H 0FE4CH 0FE7CH 0FE91H 0FEB9H 0FEDDH 0FEFDH 0100H 低八度音 中音 高八度音 注： 0 表示簡譜中的空拍 表 32 方式 1 下定時器的初值 當晶體振蕩頻率為 ,定時器工作在方式 1下時，若各音階相對應的定時器計數初值為 X，則可根據下式計算 X： 1 6 61 / ( 2 ) ( 2 ) 1 2 / (6 1 0 )fX? ? ? ? ? 音調的長短用節(jié)拍數表示（例如 1/4 拍、 2/4 拍、??），不同節(jié)拍數的不同音符的組合形成樂譜。程序中，音的節(jié)拍可由延時子程序實現(xiàn)。延時子程序設定 為四分之一拍，節(jié)拍值只能是它的整數倍。 單片機產生不同頻率脈沖信號的原理： （ 1）要產生音頻脈沖，只要算出某一音頻的脈沖（ 1/頻率），然后將此周期除以 2，即為半周期的時間，利用定時器計時這個半周期的時間，每當計時到后就將輸出脈沖的 I/O 反相，然后重復計時此半周期的時間再對 I/O 反相，就可以在 I/O 腳上得到此頻率的脈沖。 （ 2）利用 8051 的內部定時器使其工作在計數器模式 MODE1 下，改變計數值TH0 及 TL0 以產生不同頻率的方法如下： 例如，頻率為 523Hz，其周期天 /523 S=1912uS，因此 只要令計數器計時956uS/1us=956，在每計數 956 次時就將 I/O 反接，就可得到中音 DO（ 532Hz）。 計數脈沖值與頻率的關系公式如下： N=Fi/2/Fr 第 3 章 系統(tǒng)軟件原理及設計 12 （ N：計數值， Fi：內部計時一次為 1uS，故其頻率為 1MHz， Fr：要產生的頻率 ） （ 3） 其計數值的求法如下： T=65536N=65536Fi/2/Fr 計算舉例： 設 K=65536,F=1000000=Fi=1MHz，求低音 DO（ 261Hz）、中音 DO（ 523Hz）、高音 DO（ 1046Hz）的計數值。 T=65536N=65536Fi/2/Fr=655361000000/2/Fr=65536500000/Fr 低音 DO的 T=65536500000/262=63627 中音 DO的 T=65536500000/523=64580 高音 DO的 T=65536500000/1047=65059 （ 4） C 調個音符頻率與計數值 T 的對照表如下表所示 ： 音 符 頻率（ Hz） 簡譜碼（ T值） 音 符 頻率（ Hz） 簡譜碼（ T值） 低 1DO 262 63628 4FA 740 64860 1DO 277 63731 中 5SO 784 64898 低 2RE 294 63835 5SO 831 64923 2RE 311 63928 中 6LA 880 64968 低 3M 330 64103 6 932 64994 低 4FA 349 64204 中 7SI 988 65030 4FA 370 64260 高 1DO 1046 65058 低 5SO 392 64261 1DO 1109 65085 5SO 415 64400 高 2RE 1175 65110 低 6LA 440 64443 2RE 1245 65124 6 466 64524 高 3M 1318 65157 低 7SI 494 64524 高 4FA 1397 65178 中 1DO 523 64331 4FA 1480 65189 表 331 C 調各音符頻率與計數值 T 的對照表（ 5） 每個音符使用 1個字節(jié)，字節(jié)的高 4 位代表音符的高低，低 4位代表音符的節(jié)拍，下表為節(jié)拍碼的對照。但如果 1拍為 秒， 1/4 拍是 秒，只要設定延遲時間就可求得節(jié)拍的時間。假設 1/4 節(jié)拍為 1DELAY，則 1拍應為4DELAY，以此類推。所以只要 求得 1/4 拍的 DELAY 時間，其余的節(jié)拍就是它的倍數，如下表為 1/4 和 1/8 節(jié)拍的時間設定。 1/4 節(jié)拍 1/8 節(jié)拍 節(jié)拍碼 節(jié)拍數 節(jié)拍碼 節(jié)拍數 1 1/4 拍 1 1/8 拍 2 2/4 拍 2 1/4 拍 3 3/4 拍 3 3/8 拍 4 1拍 4 1/2 拍 5 1又 1/4 拍 5 5/8 拍 6 1又 1/2 拍 6 3/4 拍 單片機課程設計 13 7 1又 3/4 拍 7 7/8 拍 8 2拍 8 1拍 9 2又 1/4 拍 9 1又 1/8拍 A 2又 1/2 拍 A 1又 1/4拍 B 2又 3/4 拍 B 1又 3/8拍 C 3拍 C 1又 1/2拍 D 3又 1/4 拍 D 1又 5/8拍 E 3又 1/2 拍 E 1又 3/4拍 F 3又 3/4 拍 F 1又 7/8拍 表 322 節(jié)拍碼對照表 1/4節(jié)拍 1/8 節(jié)拍 曲調值 DELAY 曲調值 DELAY 調 4/4 125 毫秒 調 4/4 62毫秒 調 3/4 187 毫秒 調 3/4 94毫秒 調 2/4 250 毫秒 調 2/4 125 毫秒 表 333 各調節(jié)拍的時間設定表 四分之一拍延時代碼設計： 1/4 拍的延遲時間 =187 毫秒 DELAY: MOV R7,2 D2: MOV R4,187 D3: MOV R3,248 DJNZ R3,$ DJNZ R4,D3 DJNZ R7,D2 RET 音樂代碼實現(xiàn) （ 1） 先找出樂曲的最低音和最高音范圍，然后確定音符表 T 的順序。 （ 2）把 T 值表建立在 TABLE1，構成發(fā)音符的計數值放在 “TABLE” 。 （ 3）簡譜碼（音符）為高位，節(jié)拍為（節(jié)拍數）為低 4 位，音符節(jié)拍碼放在程序的 “ TABLE” 處。 （ 4）音符節(jié)拍碼 00H 為音樂結束標記。 單片機課程設計 14 在一個程序中，需要演奏兩首或兩首以上的歌曲時，音樂代碼庫的建立有兩種方法： （ 1） 將每首歌曲建立相互獨立的音符表 T 和發(fā)音符計數值 TABLE。 （ 2） 在建立公用音符表 T后，再寫每首歌的發(fā)音計數值 TABLE 中的代碼 不管采用那種方法，每首歌曲結束時，在 TABLE 中均需加上音樂結束符 00H。 下面以歌曲《 軍港之夜 》 的設計為例，講述歌曲在單片機中的實現(xiàn)。曲譜如下圖所示 圖 343《軍港之夜》樂譜 從 歌中可看出，最低音為低 7Si，最高音為高 1Do。根據音樂軟件的設計方法， 簡譜對應的簡譜碼、