单片机演奏简单的音乐.doc

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1、为了让单片机演奏音乐，看了不少的资料，现在整理了相关的资料，让你一次看懂音调、节拍的确定方法，看懂简谱，懂得编写用来演奏音乐的程序。单片机不能像其他的专业的乐器一样能奏出多种音色的声音，即不包含相应幅度的谐波频率。单片机演奏的音乐基本都是点单音频率。因此单片机演奏音乐比较简单，只需弄清楚“音调”和“节拍”两个概念即可。音调表示一个音符唱的多高的频率。节拍表示一个音符唱多长的时间。那么音调、节拍该怎样确定呢？首先来看音调的确定：不同音高的乐音是用C、D、E、F、G、A、B来表示，这7个字母就是音乐的音名，它们一般依次唱成DO、RE、M

2、I、FA、SO、LA、SI,即唱成简谱的1、2、3、4、5、6、7，相当于汉字“多来米发梭拉西”的读音，这是唱曲时乐音的发音，所以叫“音调”，即Tone。在音乐中常把五线谱中央C上方的A音定为标准音高，其频率f=440Hz。当两个声音信号的频率相差一倍时，也即f2=2*f1时，则称f2比f1高一个倍频程,例如高音DO的频率（1046Hz）刚好是中音DO的频率（523Hz）的一倍，中音DO的频率（523Hz）刚好是低音DO频率（266Hz）的一倍；同样的，高音RE的频率（1175Hz）刚好是中音RE的频率（587Hz）的一倍，中音RE

3、的频率（587Hz）刚好是低音RE频率（294Hz）的一倍。在音乐学中称它相差一个八度音。在一个八度音内，有12个半音。以1—i八音区为例，12个半音是：1—＃1、＃1—2、2—＃2、＃2—3、3—4、4—＃4，＃4—5、5一＃5、＃5—6、6—＃6、＃6—7、7—i。那些在它们的左上角加上﹟号或者b号的叫变化音。﹟叫升记号，表示把音在原来的基础上升高半音，b叫降记音，表示在原来的基础上降低半音。这12个音阶的分度基本上是以对数关系来划分的。如果我们只要知道了这十二个音符的音高，也就是其基本音调的频率，我们就可根据倍频程的关系得到其

4、他音符基本音调的频率。基本频率看下表：低音频率中音频率高音频率Do262Do523Do1046Do﹟277Do﹟554Do﹟1109Re294Re587Re1175Re﹟311Re﹟622Re﹟1245Mi330Mi659Mi1318Fa349Fa698Fa1397Fa﹟370Fa﹟740Fa﹟1480So392So784So1568So﹟415So﹟831So﹟1661La440La880La1760La﹟464La﹟932La﹟1865Si494Si988Si1976知道了一个音符的频率后，采用的方法就是通过一个延时程序，延时对

5、应频率周期的二分之一周期（即t=1/2T）后，将单片机上连接蜂鸣器的I/O口来回取反，或者说来回清零，置位，从而让蜂鸣器发出声音，为了让单片机发出不同频率的声音，我们只需将不同的延时时间值t赋给延时程序即可实现。一般说来，常采用的方法就是通过单片机的定时器定时中断，将单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反，或者说来回清零，置位，从而让蜂鸣器发出声音，为了让单片机发出不同频率的声音，我们只需将定时器予置不同的定时值就可实现。那么怎样确定一个频率所对应的定时器的定时值呢？以标准音高A为例：A的频率f=440Hz,其对应的周期为：T=1/f

6、=1/440=2272μs由上图可知,单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反的时间应为：t=T/2=2272/2=1136μs这个时间t也就是单片机上定时器应有的中断触发时间。一般情况下，单片机奏乐时，其定时器为工作方式1，它以振荡器的十二分频信号为计数脉冲。设振荡器频率为f0，则定时器的予置初值由下式来确定：t=12*（TALL–THL）/f0式中TALL=2^16=65536，THL为定时器待确定的计数初值。因此定时器的高低计数器的初值为：TH=THL/256=(TALL–t*f0/12)/256TL=THL%256=(TALL–

7、t*f0/12)%256将t=1136μs代入上面两式（注意：计算时应将时间和频率的单位换算一致），即可求出标准音高A在单片机晶振频率f0=12Mhz，定时器在工作方式1下的定时器高低计数器的予置初值为：TH440Hz=(65536–1136*12/12)/256=FBHTL440Hz=(65536–1136*12/12)%256=90H根据上面的求解方法，我们就可求出其他音调相应的计数器的予置初值。如下表：（12MHz的单片机晶振）音调对应的计数器预置值：低音频率THTL中音频率THTL高音频率THTL1262F88B1523FC

8、4311046FB211﹟277F8F21﹟554FC781﹟1109FE3C2294F95B2587FCAB21175FE552﹟311F9B72﹟622FCDB2﹟1245FE6D3330FA143659FD0831318FE84