自动演奏延迟程序电路及配套程序介绍

　　我们通过对一个自动演奏延迟程序电路及配套程序的介绍，来讲解“置位”、“清位”等指令和延时程序的编制原理。
　　
　　一、发声原理
　　
　　由图可知，如果我们要使B2发出一定频率的声音，只要改变Pl.7的高低电位，并在Pl.7高低电位变换之间延长一段时间即可。改变Pl.7的高低电位可用专门的位操作指令，也叫做布尔操作指令。比如，我们用一条“置位Pl.7”指令，可使Pl.7呈高电位，然后延时一段时间，再执行“清位Pl.7”指令，使Pl.7呈低电位，延时一段时间后再返回去执行“置位”指令。经过上述操作，Pl.7的电位就完成了一个高低变化周期，B2也就完成了一次全振动。如此，循环上述程序，Pl.7就会持续地向B2送出一定频率的方波，B2就会持续地发出一定频率的声音来。

　　二、延时原理
　　
　　为了使B2发声的频率稳定，Pl.7呈高电位的时间和呈低电位的时间必须是一个定数，这就要求CPU在完成对Pl.7的“置位”和“清位”之间延迟一定的时间，这期间必须保证不再对Pl.7进行改变电位的操作。CPU可以停止对Pl.7操作，但CPU绝不会停下来，它仍会按一定的节拍在工作，所以，上述延时时间内CPU或者去完成对其它I/O口输入输出的操作，或者就在那里“计数”以实现延时。后者是延时的常用手段。
　　
　　通常是先向某一个寄存器装入一个常数，然后让CPU完成几个“空操作”，再将寄存器里的数减l并对该寄存器中的数值进行判断，如果寄存器中的数值不为零，则进行一轮空操作后再进行判断；如果寄存器中的数值为零，说明延时时间已到，接着完成延时后的操作。
　　
　　三、乐声及其程序
　　
　　乐声是由长短高低不同的音阶构成的。由于音阶高低不同的音调是由振动频率决定的，所以我们只要用程序来确定振动频率、各频率联接的先后次序及各频率持续的时间，就能实现乐声演奏。以《小草》前两句为例，音阶是“6-6-1-7-6，6-6-3-2-3”，而所用到的不重复音阶只有“6、7、l、2、3”等5个。我们分别将能通过B2发出上述5种音高的程序联接起来，就能使电路连续演奏出《小草》这首歌的部分弦律来。
　　
　　音阶“6”的频率是220Hz，周期约为5.545ms，半周期约2.27ms，这样，我们可编一段2.27ms的延时程序嵌在Pl.7高低电位变化之间，即可使B2发出“6”音。
　　
　　“6”音的程序见清单中0063H至0075H区间。
　　
　　由程序可以看出，执行“置位Pl.7、送数R2，#E3”后，又连续执行了三次“空操作”。每次空操作用时2(s，而执行“减1转移Xl”用时4(s，此一个循环用时恰为l0(s。“减1转移”是一条条件转移指令。执行结果是将指定寄存器中的内容减1，然后判断寄存器中的数值，如果寄存器中的数值不为零，即转移到指定位置；如果寄存器中的数值为零，接着执行下面的程序。由于“送数R2，#E3H”装入R2中的数为E3H，即227，所以，当R2中的数为零时，共完成上述循环227次，用时恰好是2.27ms，而“置位”和“送数”指令所用4（s则可以忽略。
　　
　　就是说，至此，Pl.7呈高电位的时间已持续了2.27ms。
　　
　　同样，接着执行“清位Pl.7”和下面的程序，又使Pl.7呈低电位的时间持续了2.27ms。这样，Pl.7就输出了频率为220HZ的方波信号的一个完整的周期。持续循环上述程序，B2就会发出“6”的音阶。其它音阶程序原理与之相同。各音阶子程序之后是子程序返回指令。

　　四、自动演奏过程及子程序
　　
　　调用电路中P3.7接有按钮开关Sl，我们设计这样一段主程序：不断地判断Sl的状态，Sl每按动一次，就调用一个音阶的子程序，B2就发出一个音阶。Sl按下的时间的长短，决定着相应音阶持续的时间，因此，演奏节拍可通过Sl人为控制。“调用”指令属控制类指令，我们只学习一种“长调用”指令。此指令的操作码为12H，后边的操作数由两个字节构成，指出了所调用的子程序的入口地址。因此，该“调用”指令的操作空间跨度为64K。
　　
　　五、程序清单

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