2.2 節(jié)拍

控制一個(gè)音符輸出的時(shí)間，比如1 拍、1/4 拍。 在4/4（四四拍）中，四分音符為一拍，每小節(jié)4 拍，全音符持續(xù)4 拍，二分音符持續(xù)2 拍，四分音符持續(xù)1 拍，八分音符持續(xù)半拍。 而全音符需要1s 的時(shí)間，則二分音符持續(xù)時(shí)間為0.5s（50×10ms），四分音符的持續(xù)時(shí)間為0.25s（25×10ms），八分音符持續(xù)時(shí)間為0.125s（12.5×10ms）。

知道了音調(diào)與頻率和時(shí)間的關(guān)系，就可以按照樂(lè)曲的曲譜將每個(gè)音符的頻率和持續(xù)時(shí)間定義成兩個(gè)數(shù)據(jù)表，然后編寫程序依次取出表中的時(shí)間值和頻率值。

僅上所敘還不夠，要準(zhǔn)確奏出一首曲子，必須準(zhǔn)確地控制樂(lè)曲節(jié)奏，即一音符的持續(xù)時(shí)間。 例如，一首曲子的節(jié)奏為每分種94 拍，那么一拍就為60/94=0.64s.

音樂(lè)的節(jié)拍我們可用定時(shí)器來(lái)控制，簡(jiǎn)單的說(shuō)，一個(gè)一拍的音符唱0.64s,我們就設(shè)置一個(gè)定時(shí)器定時(shí)0.64s,時(shí)間一到就換下一個(gè)音符。 但是，由于單片機(jī)的T0,在12MHz?晶振下最大定時(shí)時(shí)間只能為65ms,因此不可能直接用改變T0 的時(shí)間初值來(lái)實(shí)現(xiàn)不同節(jié)拍。 如何定時(shí)一個(gè)更大的時(shí)間，我們可以用T0 來(lái)產(chǎn)生10ms 的時(shí)間基準(zhǔn)，然后設(shè)置 一個(gè)中斷計(jì)數(shù)器，通過(guò)判別中斷計(jì)數(shù)器的值來(lái)控制節(jié)拍時(shí)間的長(zhǎng)短。

例如對(duì)1/4 拍音符，定時(shí)時(shí)間為0.16s,相應(yīng)的時(shí)間常數(shù)（中段計(jì)數(shù)器）為16（即10H）；對(duì)3 拍音符，定時(shí)時(shí)間為1.92s,相應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)數(shù)為192（即C0H）。

2.3?電路實(shí)現(xiàn)

因?yàn)橐皇浊硬恢挂粋€(gè)音符，我們不可能對(duì)每一個(gè)音符的音階都去"手工"的提供時(shí)間常數(shù)，為了實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)化，我們編制一個(gè)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)?lè)曲中的所有常數(shù)排列成的表格，在程序里用查表指令依次查出每一個(gè)音符的頻率和對(duì)應(yīng)節(jié)拍時(shí)間，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(lái)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。

程序框圖如下圖4. 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/min。

用Keil 對(duì)程序進(jìn)行編譯，見圖5,具體方法可文獻(xiàn)[5],編譯無(wú)誤后生成。hex 文件，然后雙擊Proteus環(huán)境下的原理圖中的AT89C51,找到這個(gè)。 hex 文件，然后點(diǎn)按鈕Play,這時(shí)單片機(jī)控制的蜂鳴器就可以開始播放音樂(lè)了。

圖4 程序流程圖

圖5 在Keil 環(huán)境下對(duì)程序進(jìn)行編譯

3 結(jié)論

以上介紹的方法已通過(guò)測(cè)試，運(yùn)行良好。 對(duì)初學(xué)單片機(jī)者有一定的啟示作用。 讀者也可以自行找出一首歌，將樂(lè)曲翻譯成碼表輸入單片機(jī)，而程序不變。 本實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)便，即使不懂音樂(lè)的人，也可方便地將一首陌生的曲子翻譯成代碼。