本節書摘來異步社群《51單片機應用開發從入門到精通》一書中的第2章，第2.11節，作者：張華傑 ，更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視
51單片機應用開發從入門到精通
本執行個體是利用單片機演奏一首生日快樂歌。
1．演奏器原理
（1）通過控制單片機定時器的定時時間産生不同頻率的音頻脈沖，經放大後驅動蜂鳴器發出不同音節的聲音。
（2）用軟體延時來控制發音時間的長短，控制節拍，表2-14是各調1/4節拍的時間表。
（3）把樂譜中的音符和相應的節拍變換為定時常數和延時常數，作為資料表格存放在存儲器中。由程式查表得到定時常數和延時常數，分别用來控制定時器産生的脈沖頻率和發出該音頻脈沖的持續時間。
（4）表2-15為單片機晶振頻率為12mhz時，樂曲中的音符、頻率及定時常數之間的對應關系表。
2．歌譜
3．建立步驟
（1）先把樂譜的音符找出，然後根據表2-15給出的定時值按樂譜的音符順序建立編碼表table。
定時值為十六進制4位數，拆開分為兩組，如5對應的定時值為fd80h，拆分為fdh和80h兩組。前組裝入定時器的高位th0，後組裝入定時器的低位tl0。程式中将進行兩次查表來完成一個音符對應的定時初值的裝入。
（2）在程式中使用定時器t0方式1來産生歌譜中各音符對應頻率的音頻脈沖，由 p3.4輸出，再經三極管将信号放大後驅動蜂鳴器發出不同音節的聲音。
（3）程式中節拍的控制是通過調用延時子程式delay的次數來實作的，1拍為 748 ms，即需要調用4次delay；3/4拍需要調用3次delay；2/4拍需要調用2次delay。
（4）節拍的控制碼在表table中位于音符碼的後面。如第1行“db 0fdh,80h, 03h,…”中，0fdh和80h是音符5的音符碼，其後邊的03h是節拍碼，即3/4拍的時間。
（5）當一個音符的發音時間到時，再查下一個音符的定時常數和延時常數。依此進行下去，就可演奏出悅耳動聽的樂曲。
1．流程圖
程式設計流程如圖2-18所示。
2．程式
彙編語言編寫的歌曲演奏源程式fs03.asm代碼如下：
1．标号說明
start：程式開始的進入點。
loop：處理下一個音符的進入點。
next：裝入定時初值的進入點。
next0：關閉定時器、停止發音的進入點。
next1：查找延時常數的進入點。
loop1：處理節拍時間的進入點。
ext0：中斷子程式的進入點。
delay：延時180ms子程式的進入點。
2．寄存器使用配置設定情況
r0、r1、r2、r5、r6、r7：普通寄存器。其中r0存放低位定時器初值；r1存放高位定時器初值；r2存放延時常數值；r5、r6和r7在延時子程式中作計數器用。
a和dptr：特殊功能寄存器，其中a又稱累加器，dptr為資料指針。在程式中把表table的首位址存入dptr作基礎位址，a作為變址寄存器。将基址寄存器和變址寄存器的内容相加（@a + dptr）形成操作數的位址。
tmod：定時器工作模式控制寄存器。
tl0和th0：定時器0的計數器，tl0為低8位，th0為高8位。
tr0：定時器0控制寄存器tcon的一個控制位。
ie：中斷允許控制寄存器。
p3.4：對内是p3寄存器的一個位，對外是輸入/輸出端口的一個引腳，作音頻信号輸出端口。
3．程式分析解釋
01～04：設定入口位址。其中定時器中斷是從标号ext0處進入中斷子程式。
05～07：設定定時器t0為方式1，并允許t0中斷。其中07行語句将表table的首位址存入資料指針寄存器dptr中。
08～10：第一次查表，取出表中的第一個碼，即樂譜中的第一個音符5的定時常數（定時初值）fd80h中的高位部分fdh，并存入寄存器r1中。
11～14：第二次查表，取出表中的第二個碼，即樂譜中的第一個音符5的定時常數fd80h中的低位部分（即80h），并存入寄存器r0中。
15～20：判斷、轉移語句。對二次查取到的碼，檢查是否有休止符碼，該判斷是通過第15行語句“orl a,r1”對a和r1寄存器的内容進行或運算實作的。
如果累加器a中的值是00h，r1寄存器的值也是00h，進行或運算後再存入累加器a中，此時累加器a中的值是全0，說明取到的是休止符碼。通過第16行語句“jz next0”，跳轉至标号next0處，關閉定時器，停止發音，完成樂譜中休止符的作用。
取碼時是否取到了結束碼是通過第18行語句指令anl對a和r1進行與運算來判斷的。如果累加器a中的值是ffh，r1寄存器的值也是ffh，進行與運算後再存入累加器a中，此時累加器a中的值是全1，說明取到的是結束碼。
第19行語句“cjne a，#0ffh，next”，如果累加器a中的值與#0ffh不相等，則跳轉移到next處，開始向定時器裝入定時常數；如果a與#0ffh相等，說明取到的碼是結束碼，程式向下執行，即從頭開始循環演奏。
21～23：開始向定時器裝入定時常數并啟動定時器工作。
24～25：處理拍節。
26～29：查取延時碼并存入r2。
30～31：決定拍節時間。如果取來的碼是02h，程式調用兩次delay延時，即為2/4拍節時間；如果取來的碼是04h，程式調用4次drlay延時，即為1拍節時間。
32～33：每次查表取碼後，資料指針都要加1，以便指向下一個待查的碼。第33行語句将程式運作跳轉到标号loop處，處理下一個音符。
34～37：中斷子程式。當定時器計時滿後将産生中斷，由标号ext0處進入中斷子程式。在中斷子程式中重裝定時值，并通過第36行語句在p3.4端口輸出音頻信号。
38～44：延時187ms子程式。
45～61：編碼表table。在表中每個音節由3個碼組成，前兩個為音符碼，後一個為節拍碼。如表中第1行“0fdh，80h，03h”，其中0fdh和80h即為fd80h，是音符5的發音編碼；03h是節拍碼，3/4節拍。
表中的最後一行“0ffh,0ffh”是結束碼，表示樂曲演奏結束。
4．邊用邊學指令
本程式用到新的指令有orl和jz。
orl：邏輯運算及位移類指令中的按位或操作指令。該指令将累加器a中的内容與源操作數所指出的内容按位進行邏輯或運算，結果存入a中。
jz：控制轉移類指令，功能是當累加器a為0時跳轉。
1．模拟仿真前注意事項
在23與24行語句之間，加一條“setb tf0”語句，該語句使定時器t0的溢出标志位tf0為1，模拟産生中斷，使程式能進入中斷子程式中運作。
在39～43行語句的前邊加分号，使延時子程式的延時時間縮短為2ms，縮短模拟仿真時間。
2．模拟仿真中注意事項
觀察程式主要運作路線：第一次查表→第二次查表→中斷子程式及傳回→第三次查 表→進入延時子程式及傳回→處理下一個音符（跳轉到loop處）。
觀察累加器a中值的變化。第一次查表執行第09行語句“movc a，@a + dptr”後，a值為fdh。第二次查表，執行第13行語句“movc a，@a + dptr”後，a值為80h。兩次查表取回音符5的對應碼fd80h。第三次查表，執行第28行語句“movc a，@a + dptr”後，a值為03h，取回的是音符5的對應拍節碼。
将寫入歌曲演奏程式的單片機插入實驗闆插座内，并檢查實驗闆上蜂鳴器接口是否與程式中聲音輸出端口一緻，當檢查無誤後接通電源，就會聽到生日快樂歌。
在用單片機作可程式設計樂曲演奏器的程式裡，一般用定時器t0方式1來控制音符的頻率，調用延時子程式delay來控制節拍。
程式采用查表的方法，将樂譜轉換成控制碼并制成表table，然後進行三次查表。第一、第二次查表完成對音符的控制，第三次查表讀取節拍碼，完成對節拍的控制。
在完成第一、第二次查取音符的控制碼後，程式中還設有判斷語句，如果判斷出取來的是休止符碼，就将定時器關閉一段時間；如果判斷出取來的是結束碼，程式就從頭開始循環。