單片機(jī)演奏音樂原理與模擬實(shí)驗(yàn)

利用單片機(jī)演奏音樂大概是單片機(jī)愛好者感興趣的問題之一。這里我們用網(wǎng)站提供的實(shí)驗(yàn)板來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，并且了解單片機(jī)演奏音樂的基本原理，和相關(guān)的源程序。

首先來完成必要的硬件部分，硬件部分比較簡單，如下圖：

AT89C51單片機(jī)的P2.5口控制一個(gè)8550的三極管，三極管控制電磁蜂鳴器的電源通斷。

我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單處機(jī)某個(gè)口線的高電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時(shí)程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時(shí)間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)。

例如，要產(chǎn)生200HZ的音頻信號，200HZ音頻的變化周期為1/200秒，即5ms。這樣，當(dāng)P2.5的高電平或低電平的持續(xù)時(shí)間為2.5ms時(shí)就能發(fā)出200HZ的音調(diào)。

樂曲中，每一音符對應(yīng)著確定的頻率，我們將每一音符的時(shí)間常數(shù)和其相應(yīng)的節(jié)拍常數(shù)作為一組，按順序?qū)非械乃谐?shù)排列成一個(gè)表，然后由查表程序依次取出，產(chǎn)生音符并控制節(jié)奏，就可以實(shí)現(xiàn)演奏效果。

此外，結(jié)束符和體止符可以分別用代碼00H和FFH來表示，若查表結(jié)果為00H，則表示曲子終了；若查表結(jié)果為FFH，則產(chǎn)生相應(yīng)的停頓效果。

為了產(chǎn)生手彈的節(jié)奏感，在某些音符（例如兩個(gè)相同音符）音插入一個(gè)時(shí)間單位的頻率略有不同的音符。

程序框圖如圖2所示。

下面給出程序序請單，可直接在51實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行演奏。本程序演奏的是民歌“八月桂花遍地開”，C調(diào)，節(jié)奏為94拍/分。網(wǎng)友也可以自行找出一首歌，將樂曲翻譯成碼表輸入機(jī)器，而程序不變。本實(shí)驗(yàn)方法簡便，即使不懂音樂的人，將一首陌生的曲子翻譯成代碼也是易事，和著機(jī)器的演奏學(xué)唱一首歌曲，其趣味無窮。