8051声音的产生(一).PDF

8051 聲音的產生(一) 聲音的產生是由於『振動』產生的效果，振動的頻率愈高，則音調愈高，反之，振動的頻率愈 低，則音調愈低，人類耳朵可以辨認的頻率，即所謂的『音頻』，大約是20Hz 到20KHz 之間。 我們可利用敲擊音叉產生振動來產生不同的音調，不同粗細，不同長度的音叉可以產生不同的 頻率，人類的耳膜產生共振而能感受到相同的振動，而聽到聲音。家庭的音響乃由於正弦波推動喇 叭紙盆的振動而發出悅耳的音樂及歌聲，正弦波的頻率高低代表的就是音調的高低。 音調(Tone) ，就是如Do 、Re 、Me 、Fa 、So 、La 、Si 、Do ，代表不同的振動頻率，由表一所示， 可以明白不同音階(低音、中音、高音)下各音調頻率。 表一：音階、音調與頻率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 音階 # # # # # 音調 Do Do Re Re Mi Fa Fa So So La La Si 低音 頻率 262 277 294 311 330 349 370 392 415 440 464 494 中音 頻率 523 554 587 622 659 698 740 784 831 880 932 988 高音 頻率 1046 1109 1175 1245 1318 1397 1480 1568 1661 1760 1865 1976 利用數位信號來產生不同的頻率，乃利用脈波產生 1 、0 的信號，經過電流驅動電路，讓喇叭 產生振動而發生聲音，將頻率轉為週期來表示，如下圖所示： T T 2 2 T 數位信號發聲原理： T 以Do 為例，頻率=523Hz ，週期(T)=1/523=1912 μs ，半週期( )=956 μs ，利用延遲副程式或是利 2 用計時中斷的方式產生半週期的956 μS 時間延遲，前面的半週期輸出high ，讓喇叭產生向外的推 力，後半週期輸出low ，讓喇叭恢復原位，如此連續動作下即能讓喇叭產生振動而發出Do 聲音了。 延遲副程式： 為了方便產生其它音頻的半週期延遲，可以建立一基本的延遲時間，基本時間為 10 μs ，以 Do 為例，半週期為956 μs ，讓這個延遲程式執行95 次，則延遲時間約950 μs ，若以精準的 方式來計算，雖有點誤差，但相差不遠。我們為這支基本延遲副程式命名為：Tone_Delay 1 Tone_Delay ： NOP ;1 μs MOV R7,#3 ;1 μs DJNZ R7,$ ;2 μs DJNZ Tone,Tone_Delay ; 2 μs RET ;2 μs 精準延遲時間t=Tone*(1+1+2*3+2)+2=Tone*10+2 μs 若Tone_Delay=95 ，則t=952 μs ，與956 有點誤差，但在可容許範圍。 各音調之半週期值： 以下特將其它音調之半週期時間值列出Tone_Delay延遲程式之參考數據，其參數如表二所示。 表二：各音調之延遲參數 音階(Pitch) 音調(Tone) 頻率 半週期