2018年05月08日 | 关于“世上只有妈妈好”的单片机音乐演奏程序

单片机演奏一个音符，是通过引脚，周期性的输出一个特定频率的方波。
这就需要单片机，在半个周期内输出低电平、另外半个周期输出高电平，周而复始。
半个周期的时间是多长呢？众所周知，周期为频率的倒数，可以通过音符的频率计算出半周期。
演奏时，要根据音符频率的不同，把对应的、半个周期的定时时间初始值，送入定时器，再由定时器按时输出高低电平。

下面是个网上广泛流传的单片机音乐演奏程序，它可以循环的播放“世上只有妈妈好”这首乐曲。很多人都关心如何修改这个乐曲的内容，但是不知如何入手。
做而论道对这个程序，给出说明，希望对大家有所帮助，以后大家自己就能够编写进去新的乐曲。

在这个程序中，有两个数据表，其中存放了事先算好的、各种音符频率所对应的、半周期的定时时间初始值。
有了这些数据，单片机就可以演奏从低音、中音、高音和超高音，四个八度共28个音符。

演奏乐曲时，就根据音符的不同数值，从半周期数据表中找到定时时间初始值，送入定时器即可控制发音的音调。
比如把表中的0xF2和0x42送到定时器，定时器按照这个初始值来产生中断，输出的方波，人们听起来，这就是低音1。

乐曲的数据，也要写个数据表，程序中以 code unsigned char sszymmh[] 命名。
这个表中每三个数字，说明了一个音符，它们分别代表：
第一个数字是音符的数值1234567之一，代表多来咪发...；
第二个数字是0123之一，代表低音、中音、高音、超高音；
第三个数字是时间长度，以半拍为单位。
乐曲数据表的结尾是三个0。

程序如下：

#include
sbit   speaker = P1^7;
unsigned char timer0h, timer0l, time;
//--------------------------------------
//单片机晶振采用11.0592MHz
// 频率-半周期数据表 高八位     本软件共保存了四个八度的28个频率数据
code unsigned char FREQH[] = {
    0xF2, 0xF3, 0xF5, 0xF5, 0xF6, 0xF7, 0xF8,    //低音1234567
    0xF9, 0xF9, 0xFA, 0xFA, 0xFB, 0xFB, 0xFC, 0xFC,//1,2,3,4,5,6,7,i
    0xFC, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFE,            //高音 234567
    0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFF};   //超高音 1234567

// 频率-半周期数据表 低八位
code unsigned char FREQL[] = {
    0x42, 0xC1, 0x17, 0xB6, 0xD0, 0xD1, 0xB6,    //低音1234567
    0x21, 0xE1, 0x8C, 0xD8, 0x68, 0xE9, 0x5B, 0x8F, //1,2,3,4,5,6,7,i
    0xEE, 0x44, 0x6B, 0xB4, 0xF4, 0x2D,             //高音 234567
    0x47, 0x77, 0xA2, 0xB6, 0xDA, 0xFA, 0x16};   //超高音 1234567
//--------------------------------------
//世上只有妈妈好数据表           要想演奏不同的乐曲, 只需要修改这个数据表
code unsigned char sszymmh[] = {
6, 2, 3,  5, 2, 1,  3, 2, 2,  5, 2, 2,  1, 3, 2,  6, 2, 1,  5, 2, 1, 
//一个音符有三个数字。前为第几个音、中为第几个八度、后为时长（以半拍为单位）。
//6, 2, 3 分别代表：６, 中音, ３个半拍;
//5, 2, 1 分别代表：５, 中音, １个半拍;
//3, 2, 2 分别代表：３, 中音, ２个半拍;
//5, 2, 2 分别代表：５, 中音, ２个半拍;
//1, 3, 2 分别代表：１, 高音, ２个半拍;
//
6, 2, 4, 3, 2, 2, 5, 2, 1, 6, 2, 1, 5, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 2, 1,
6, 1, 1, 5, 2, 1, 3, 2, 1, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 2,
5, 2, 1, 6, 2, 1, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 4, 5, 2, 3, 3, 2, 1,
2, 2, 1, 1, 2, 1, 6, 1, 1, 1, 2, 1, 5, 1, 6, 0, 0, 0};
//--------------------------------------

void t0int() interrupt 1         //T0中断程序，控制发音的音调
{
    TR0 = 0;                     //先关闭T0
    speaker = !speaker;          //输出方波, 发音
    TH0 = timer0h;               //下次的中断时间, 这个时间, 控制音调高低
    TL0 = timer0l;
    TR0 = 1;                     //启动T0
}
//--------------------------------------
void delay(unsigned char t)     //延时程序，控制发音的时间长度
{
    unsigned char t1;
    unsigned long t2;
    for(t1 = 0; t1 < t; t1++)    //双重循环, 共延时t个半拍
      for(t2 = 0; t2 < 8000; t2++); //延时期间, 可进入T0中断去发音
    TR0 = 0;                        //关闭T0, 停止发音
}
//--------------------------------------
void song()                      //演奏一个音符
{
    TH0 = timer0h;               //控制音调
    TL0 = timer0l;
    TR0 = 1;                     //启动T0, 由T0输出方波去发音
    delay(time);                 //控制时间长度
}
//--------------------------------------
void main(void)
{
    unsigned char k, i;
    TMOD = 1;                    //置T0定时工作方式1
    ET0 = 1;                     //开T0中断
    EA = 1;                      //开CPU中断
    while(1) {
      i = 0;
      time = 1; 
      while(time) {
        k = sszymmh[i] + 7 * sszymmh[i + 1] - 1;
                      //第i个是音符, 第i+1个是第几个八度
        timer0h = FREQH[k];      //从数据表中读出频率数值
        timer0l = FREQL[k];      //实际上, 是定时的时间长度
        time = sszymmh[i + 2];   //读出时间长度数值
        i += 3;
        song();                  //发出一个音符
}   } }
//======================================
应网友要求，下面再详细写一下乐谱和数据的转换关系。
以李叔同大师的《送别》的前二小节来说明转换的方法。

这部分的歌词是：“长 亭 外，   古 道 边，”；
这部分的乐谱是：| 5 35 1 － | 6 16 5 － |。
（注意：乐谱中的1是高音，上边是带点的；还有些音符，应该有下划线，在这里都无法标出。感兴趣的网友应该去查看正规的乐谱。）

那么，据此就可以写出《送别》前二小节的数据表：
//--------------------------------------
code unsigned char sszymmh[] = {
5, 2, 2,          3, 2, 1,          5, 2, 1,          1, 3, 4, 
//嗦,中音,2个半拍;　咪,中音,1个半拍;　嗦,中音,1个半拍;　哆,高音,4个半拍
6, 2, 2,          1, 3, 1,          6, 2, 1,          5, 2, 4,
//啦,中音,2个半拍;　哆,高音,1个半拍;　啦,中音,1个半拍;　嗦,中音,4个半拍
0, 0, 0};
//结束标记
//--------------------------------------

记住：三个数字一组，代表一个音符。
第一个数字是1234567之一，代表音符哆来咪发...；
第二个数字是0123之一，代表低音、中音、高音、超高音；
第三个数字是半拍的个数，代表时间长度。
当三个数字都是0，就代表乐曲数据表的结尾。

用这个数据表，替换掉程序中《世上只有妈妈好》的数据表，本程序就可以播放《送别》的前两小节。