单片机音乐播放器设计

罗卫星

（山西电力职业技术学院，山西 太原 030021）

单片机音乐播放器设计

罗卫星

（山西电力职业技术学院，山西 太原 030021）

利用单片机播放音乐大概是单片机爱好者感兴趣的问题之一。文章从单片机的基本发音出发，谈单片机音乐播放器的设计原理，并给出具体实例，以供参考。

单片机；音乐；程序设计

1 引言

单片机是芯片级计算机系统，它可以嵌入到任何对象体系中去，实现智能化控制。独具魅力的单片机能使你体会到电脑的真谛，你可以用单片机亲自动手设计播放简单音乐程序等。利用单片机播放音乐大概是单片机爱好者感兴趣的问题之一。本文从单片机的基本发音原理出发，谈谈单片机音乐播放器的设计原理，并给出具体实例，以供参考。

2 原理

2.1 声音的产生

声音是由物体振动产生的，振动的频率不同，发出的声音也就不同，有规律的振动发出的声音称为“音乐”。一首音乐是由多个音符构成的。每个音符都对应着一个确定的频率。例如C调中的“1”对应的振动频率是524 Hz。因此，可以利用不同频率的组合，构成人们想要的音乐。

2.2 单片机播放音乐的原理

乐曲中不同的音符，实质就是不同频率的声音。可以通过单片机定时器计数的方式产生不同频率的脉冲信号，再利用延时来控制发音的长短，即可控制音调中的节拍，经过放大电路，用P1口的P1.0输出驱动扬声器，就产生了美妙和谐的乐曲。人们将乐曲中每一个音符所对应的频率换算成相应的计数初值。然后，将这首乐曲中所有音符的计数初值编成一个表，并且每一个音符的计数初值对应一个确定的数字码（简谱码）见表1。

表1 简谱对应的频率、简谱码和计数初值

一首乐曲的每一个音符除了频率之外，还有不同的节拍，即该音符发音的持续时间。只要设定延时时间就可以求得节拍的时间。例如：假设1/4拍为1DELAY，则1拍应为4DELAY，以此类推。所以只要求出1/4拍的1DELAY时间，其余的节拍就是它的倍数。

表2 各调1/4节拍的时间设定和各调1/8节拍的时间设定

3 参考程序

乐曲《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；取简谱码指针

NEXT：MOV A,R0

MOV DPTR,#TAB

MOVC A,@A+DPTR；查表取音调和节拍

MOV R2,A

JZ TZ；为零,不进行处理

ANL A,#0FH；不是，则取低4位（节拍码）

MOV R5,A；将节拍码存入R5

MOV A,R2；将取到的简谱码再载入A

SWAP A

ANL A,#0FH；取低4位（音符码）

JNZ LOOP1；根据音调决定是否演奏.

CLR TR0

SJMP DELAY

LOOP1：DEC A；取到的音符码减 1（不含 0）

MOV 25H,A

RL A

MOV DPTR,#TAB1；至TABLE1取相对的高位字节计数值

MOVC A,@A+DPTR

MOV TH0,A；取到的高位字节存入TH0

MOV 21H,A；取到的高位字节存入（21H）

MOV A,22H；在载入取到的音符码

RL A

INC A

MOVC A,@A+DPTR；至TAB1取相对的低位字节计数值

MOV TL0,A；取到的低位字节存入TL0

MOV 20H,A；取到的低位字节存入（20H）

SETB TR0

D0：LCALL DELAY；其本单位时间1/4拍187毫秒

INC R0；取简谱码指针加1

JMP NEXT；取下一个简谱码TZ：CLR TR0

JMP LOOP；重复循环

ORG 0200H；定时器中断服务程序ZD：PUSH ACC

PUSH PSW

MOV TL0，20H

MOV TH0，21H

CPL P1.0；将P1.0位反相,控制蜂鸣器发声

POP PSW

POP ACC

RETI

DELAY：MOV R7，#02;延时子程序

D2：MOV R4，#187

D3：MOV R3，#248

DJNZ R3，$

DJNZ R4，D3

DJNZ R7，D2

RET

TAB1：决定节拍

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：乐曲名称《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；曲子最后静音5拍长的时间

DB 00H；乐曲结束

END

[1] 肖婧，《单片机入门与趣味实验设计》，北京航空航天大学出版社，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