單片機(jī)控制蜂鳴器唱歌的原理

1、一般說(shuō)來(lái)，單片機(jī)演奏音樂(lè)基本都是單音頻率，它不包含相應(yīng)幅度的諧波頻率，也就是說(shuō)不能象電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機(jī)奏樂(lè)只需弄清楚兩個(gè)概念即可，也就是“音調(diào)”和“節(jié)拍”。音調(diào)表示一個(gè)音符唱多高的頻率，節(jié)拍表示一個(gè)音符唱多長(zhǎng)的時(shí)間。 1）音調(diào)的確定 音調(diào)就是我們常說(shuō)的音高。它是由頻率來(lái)確定的！我們可以查出各個(gè)音符所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)的頻率，那么現(xiàn)在就需要我們來(lái)用51來(lái)發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音！ 我們常采用的方法就是通過(guò)單片機(jī)的定時(shí)器定時(shí)中斷，將單片機(jī)上對(duì)應(yīng)蜂鳴器的 I/O口來(lái)回取反，或者說(shuō)來(lái)回清零，置位，從而讓蜂鳴器發(fā)出聲音，為了讓單片機(jī)發(fā)出不同頻率的聲音，我們只需將定時(shí)器予置不同的定時(shí)值就可實(shí)現(xiàn)。

2、那么怎樣確定一個(gè)頻率所對(duì)應(yīng)的定時(shí)器的定時(shí)值呢？ 以標(biāo)準(zhǔn)音高A 為例： A 的頻率f = 440 Hz, 其對(duì)應(yīng)的周期為：T = 1/ f = 1/440 =2272s 那么，單片機(jī)上對(duì)應(yīng)蜂鳴器的I/O 口來(lái)回取反的時(shí)間應(yīng)為： t = T/2 = 2272/2 = 1136 s ，也就是清零、置位在一個(gè)周期內(nèi)完成. 這個(gè)時(shí)間t 也就是單片機(jī)上定時(shí)器應(yīng)有的中斷觸發(fā)時(shí)間。一般情況下，單片機(jī)奏樂(lè)時(shí)，其定時(shí)器為工作方式1，它以振蕩器的十二分頻信號(hào)為計(jì)數(shù)脈沖。設(shè)振蕩器頻率為f0 ，則定時(shí)器的予置初值由下式來(lái)確定： t = 12 * （TALL THL）/ f0 式中TALL = 216= 65536,TH

3、L為定時(shí)器待確定的計(jì)數(shù)初值。因此定時(shí)器的高低計(jì)數(shù)器的初值為： TH =THL/ 256 = ( TALL t* f0/12) / 256 TL = THL % 256 = ( TALL t* f0/12) %256 將t=1136 s 代入上面兩式（注意：計(jì)算時(shí)應(yīng)將時(shí)間和頻率的單位換算一致）即可求出標(biāo)準(zhǔn)音高A 在單片機(jī)晶振頻率f0=12Mhz，定時(shí)器在工作方式1 下的時(shí)器高低計(jì)數(shù)器的予置初值為 ： TH440Hz = (65536 1136 * 12/12) /256 = FBH TL440Hz = (65536 1136 * 12/12)%256 = 90H 就這樣，我們通過(guò)延時(shí)，發(fā)出了我們所需要的頻率 以單片機(jī)12MHZ晶振為例，例出高中低音符與單片機(jī)計(jì)數(shù)T0相關(guān)的計(jì)數(shù)值如下表所示: 2）節(jié)拍的確定 在一張樂(lè)譜中，我們經(jīng)常會(huì)看到這樣的表達(dá)式，如1=C (4/4) 、1=G(3/4) 等等，這里1=C (4/4),1=G(3/4) 表示樂(lè)譜的曲調(diào)，和我們前面所談的音調(diào)有很大的關(guān)聯(lián)，4/4、3/4 就是用來(lái)表示節(jié)拍的。以3/4 為例加以說(shuō)明，它表示樂(lè)譜中以四分音符為節(jié)拍，每一小結(jié)有三拍。 其中1 、2 為一拍，3、4、5為一拍，6為一拍共三拍。1 、2的時(shí)長(zhǎng)為四分音符的一半，即為八分音符長(zhǎng)，3、4的時(shí)長(zhǎng)為八分音符的一半，即為十六分音符長(zhǎng)，5的時(shí)長(zhǎng)為