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单片机演奏音乐的基本原理

发布时间:2024-06-17 20:01:26

单片机里蜂鸣器是如何控制音乐高低音和长短音的

1.每个音符对应一个频率,依据发音频率计算工作周期(也就是端口输出高低电平的时间),这个工作周期可用单片机的16位定时器来实现,16位定时器分辨率够高够细,发音更准确些。我就是把这些频率收集计算,用单片机做了一个16键电子琴,发音还是比较准确的
2.发音的时长可以用单片机的硬件8位定时器来实现(控制音频发生定时器的工作时间),也可以用软件程序延时。
以上两步的程序做好以后,可以录入一段音乐,用单片机来实现音乐自动播放,现在的单片机无需外挂存储器,内置五六首单曲完全没有问题!

② 80c51单片机音乐播放器设计

正好做了一个音乐程序,贡献出来给你吧,希望你能满意。
电路连接很简单,在P3.0端口接个蜂鸣器,不过效果一般。如果想效果好点,就加个放大电路,接个小功率喇叭就行。因为这里发电路不方便,所以如果需要放大电路,可加我QQ:7468485。

音乐程序的设计原理和程序如下:
设计原理
⑴ 总体原理:
乐曲中不同的音符,实质就是不同频率的声音。通过单片机产生不同的频率的脉冲信号,经过放大电路,由蜂鸣器放出,就产生了美妙和谐的乐曲。
⑵ 单片机产生不同频率脉冲信号的原理:
1)要产生音频脉冲,只要算出某一音频的脉冲(1/频率),然后将此周期除以2,即为半周期的时间,利用定时器计时这个半周期的时间,每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相,然后重复计时此半周期的时间再对I/O反相,就可以在I/O脚上得到此频率的脉冲。
2)利用8051的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法如下:
例如,频率为523Hz,其周期天/523 S=1912uS,因此只要令计数器计时956uS/1us=956,在每计数956次时就将I/O反接,就可得到中音DO(532Hz)。
计数脉冲值与频率的关系公式如下:
N=Fi/2/Fr
(N:计数值,Fi:内部计时一次为1uS,故其频率为1MHz,Fr:要产生的频率 )
⑶ 其计数值的求法如下:
T=65536-N=65536-Fi/2/Fr
计算举例:
设K=65536,F=1000000=Fi=1MHz,求低音DO(261Hz)、中音DO(523Hz)、高音DO(1046Hz)的计数值。
T=65536-N=65536-Fi/2/Fr=65536-1000000/2/Fr=65536-500000/Fr
低音DO的T=65536-500000/262=63627
中音DO的T=65536-500000/523=64580
高音DO的T=65536-500000/1047=65059
⑷ C调个音符频率与计数值T的对照表如下表所示:

表9.1 C调各音符频率与计数值T的对照表
音符 频率(Hz) 简谱码T值 音符 频率(Hz) 简谱码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 64103 中7SI 988 65030
#4FA# 370 64260 高1DO 1046 65058
低5SO 392 64260 #1DO# 1109 65085
#5SO# 415 64331 高2RE 1175 65110
低6LA 440 64400 #2RE# 1245 65124
#6 466 64463 高3M 1318 65157
低7SI 494 64524 高4FA 1397 65178
中1DO 523 64580 #4FA# 1480 65198

⑸ 每个音符使用1个字节,字节的高4位代表音符的高低,低4位代表音符的节拍,下表为节拍码的对照。但如果1拍为0.4秒,1/4拍是0.1秒,只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4节拍为1DELAY,则1拍应为4DELAY,以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY时间,其余的节拍就是它的倍数,如下表为1/4和1/8节拍的时间设定。
表9.2 节拍码对照表
1/4节拍 1/8节拍
节拍码 节拍数 节拍码 节拍数
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
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9.3 各调节拍的时间设定表
1/4节拍 1/8节拍
曲调值 DELAY 曲调值 DELAY
调4/4 125毫秒 调4/4 62毫秒
调3/4 187毫秒 调3/4 94毫秒
调2/4 250毫秒 调2/4 125毫秒
⑹ 建立音乐的步骤:
1)先把吧乐谱的音符找出,然后由上表建立T值表的顺序。
2)把T值表建立在TABLE1,构成发音符的计数值放在“TABLE”。
3)简谱码(音符)为高位,节拍为(节拍数)为低4位,音符节拍码放在程序的“TABLE”处。

表9.4 简谱对应的简谱码、T值、节拍数
简谱 发音 简谱码 T值 节拍码 节拍数
5 低5SO 1 64260 1 1/4拍
6 低6LA 2 64400 2 2/4拍
7 低7SI 3 64524 3 3/4拍
1 中1DO 4 64580 4 1拍
2 中2RE 5 64684 5 1又1/4拍
3 中3M 6 64777 6 1又2/4拍
4 中4FA 7 64820 7 1又3/4拍
5 中5SO 8 64898 8 2拍
6 中6LA 9 64968 9 2又1/4拍
7 中7SI A 65030 A 2又2/4拍
1 高1DO B 65058 B 2又3/4拍
2 高2RE C 65110 C 3拍
3 高3M D 65157 D 3又1/4拍
4 高4FA E 65178 E 3又2/4拍
5 高5SO F 65217 F 3又3/4拍
不发音 0

1/4拍的延迟时间=187毫秒
DELAY: MOV R7,#2
D2: MOV R4,#187
D3: MOV R3,#248
DJNZ R3,$
DJNZ R4,D3
DJNZ R7,D2
RET
4.程序范例
ORG 0000H ;主程序起始地址
SJMP START ;跳至主程序
ORG 000BH ;TIMER0中断起 始地址
LJMP TIM0 ;跳至TIMER0中断子程序
START: MOV TMOD,#01H ;设T0在M1
MOV IE,#82H ;中断使能
START0:MOV 30H,#00 ;取简谱码指针
NEXT: MOV A,30H ;简谱码指针载入A
MOV DPTR,#TAB ;至TAB取简谱码
MOVC A,@A+DPTR ;
MOV R2,A ;渠道的简谱码暂存于R2
JZ END0 ;是否渠道00(结束码)
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 ;高低4位交换
ANL A,#0FH ;取低4位(音符码)
JNZ SING ;取到的音符码是否为0?
CLR TR0 ;开始,则不发音
SJMP D1 ;跳至D1
SING: DEC A ;取到的音符码减1(不含0)
MOV 22H,A ;存入(22H)
RL A ;乘2
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 ;乘2
INC A ;加1
MOVC A,@A+DPTR ;至TABLE1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 ;启动TIMER0
D1: LCALL DELAY ;其本单位时间1/4拍187毫秒
INC 30H ;取简谱码指针加1
JMP NEXT ;取下一个简谱码
END0: CLR TR0 ;停止TIMER0
JMP START0 ;重复循环
TIM0: PUSH ACC ;将A的值暂存于堆栈
PUSH PSW ;将PSW的值暂存于堆栈
MOV TL0,20H ;重设计数值
MOV TH0,21H ;
CPL P3.0 ;将P3.0位反相,控制蜂鸣器发声
POP PSW ;至堆栈取回PSW的值
POP ACC ;至堆栈取回A的值
RETI
DELAY:MOV R7,#02
D2: MOV R4,#187
D3: MOV R3,#248
DJNZ R3,$
DJNZ R4,D3
DJNZ R7,D2
RET
TAB1: ;决定节拍
DW 64260,64400,64521,64580
DW 64684,64777,64820,64898
DW 64968,65030,65058,65110
DW 65157,65178,65217
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

③ 关于用单片机C51做的音乐问题之二

首先你要知道单片机发声是通过送不同频率的方波给蜂鸣器,让它发出不同频率的声音,波形决定音色。若要发出其它类型的乐器的音色,就要模仿它的波形。然而任何一种乐器的波形都不是简单的方波,而是相当复杂的一种合成波形。从理论上说,你可以在一个周期内用N个方波来合成一个复杂的波形。比如钢琴的波形就非常复杂,可能要上几十个方波来合成。而打击乐器就更复杂了,因此你要详细知道那种乐器的波形。但是这种工作量是很大的,而且要求单片机的速度够快。如果你有兴趣,可以试一下,其间的收获是很大的。而且要注意,最好的真正的单片机上做实验,模拟软件的效果实在是太差了~~~~~~

④ 用单片机播放音乐

作为单片机的重要硬件资源之一,利用定时器可以产生各种固定频率的方波信号,也可以产生包括“Do”、“Re”、“Me”——等音阶在内的各种频率声音。将各个音阶连接在一起,便可组成一支曲子或是演奏一段旋律。基于这个思想,笔者设计了一款特殊的“音乐播放器”,其核心器件采用AT89C2051单片机。本播放器具有电路简单,功能强大等特点。极为适合初学者仿制。 一、功能特色 本播放器可实现循环播放、上一曲、下一曲、复位等功能。为了体现乐曲播放过程中的动态效果,在P1口增加了8只LED,作随机闪烁以指示旋律的节奏。 二、硬件设计 电路以AT89C2051为主控制器,S1为复位键,S2、S3分别为上一曲、下一曲选择键。晶振采用12MHz,音乐信号由P3.7口输出,经9012放大后推动喇叭发声(电路图见附图)。 三、软件设计 程序中根音选取的是C调三个8度内的音符,共21个音。每个音符对应频率由定时器T0产生(音符频率及对应计数初值见附表)。为了程序调用方便,每个音符都对应一个编码。占用一个字节。在程序中以查表的方式加载计数初值。当值为00H时表示空拍,与节拍码配合完成节拍发音。节拍码也占一个字节,其总时间长度等于基本时间乘以节拍码的值。节拍码值为01H时,表示当前乐曲结束,为00H时,表示全部乐曲结束。为了编码简单,一般节拍码高半字节表示整拍,低半字节表示分数,只要基本延时设定恰当即可,为了及时响应键盘操作。键扫描指令安排在基本延时时间子程序中。按键每按下一次,乐曲数目计数器R5加“1”或减“1”,然后根据R5的内容转向不同的乐曲。 本程序包含4首乐曲,若要增加更多的乐曲,在存储空间许可的情况下(可直接换用4k的AT89C4051),只要参照所附的编码表将简谱转化为相应的代码附着在乐曲数据表中即可。

⑤ 单片机播放音乐的原理

单片机发音原理:利用定时器或PWM功能,输出PWM,经一级有源滤波后放大驱动扬声器。
单片机演奏音乐基本是单音频率,它不包含相应幅度的谐波频率,
也就是说不能象电子琴那样能奏出多种音色的声音,但一定要弄清楚两个概念即可,也就是“音调”和“节拍” 。音调 表示一个音符唱多高的频率。节拍 表示一个音符唱多长的时间
1.要生产音频脉冲,只要算出某一音频的周期(1/频率),然后将此周期除以2,即为半周期的时间.利用定时器计时这个半周期时间,每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相,然后重复计时此半周期时间再对I/O反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。

2. 利用8051的内部定时器使用其工作在计数器模式MODE1下,改变计数值THO及TLO以产生不同频率的方法。

⑥ 单片机音乐怎么产生的

音调通过T0定时器产生,这个跟音符有关。T1可以确定音长,这个跟节拍有关。如果你用的是带PWM的,更简单,直接PWM就可以了。你想的基本正确,音符就是不同的频率,你搜索下吧,有各个音调对应的频率表的,每个音符根据节拍的不同响不同的时间,把这些按照乐谱串起来就可以简单的实现音乐了,当然了,如果要考虑变声,合声一类的就麻烦的多了,普通单片机很难实现,要用专门的MIDI芯片或者解码芯片了。

⑦ 用51单片机实现音乐播放的原理是什么

需要写一段程序。
如果是简单的音乐,编乐谱推蜂鸣器就可以;如果是mp3/wav之类的音乐,需要芯片自带解码模块,或者使用外部解码芯片,还需要dac将声音推出来。

声音的频谱范围约在几十到几千赫兹,若能利用程序来控制单处机某个口线的“高”电平或低电平,则在该口线上就能产生一定频率的矩形波,接上喇叭就能发出一定频率的声音,若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间,就能改变输出频率,从而改变音调。要准确奏出一首曲子,必须准确地控制乐曲节奏,即一音符的持续时间。音符的节拍我们可以用定时器T0来控制,送入不同的初值,就可以产生不同的定时时间。便如某歌曲的节奏为每分钟94拍,即一拍为0.64秒。

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