偽和弦音樂聲的產生原理及源碼

這種聽起來比較悅耳的聲音產生原理也非常簡單。就是利用電容的放電產生一個漸弱的尾音，模擬出擊打風鈴的音色。
電路如下：

BUZ-H負責輸出音頻頻率，BUZ-L負責對C12的充電作控制。
例如，要發出“叮~~~~”的一聲，在BUZ-H輸出2400Hz的方波，BUZ-L輸出72ms的高電平，此段時間內，蜂鳴器將由幅值12V的頻率驅動，發出類似擊打瞬間的聲音，同時對C12充電。72ms后，BUZ-L輸出低電平，這個時候，蜂鳴器將由C12來提供驅動電流，并且隨著電容放電，聲音逐漸減弱，產生類似風鈴尾音的效果。1秒后，關閉BUZ-H的輸出。
這種發聲方式，其實還是單音頻發聲，只是在單音頻的基礎上，用電容的充放電模擬了擊打和尾音，產生比較豐滿悅耳的聽感，所以稱之為“偽和弦”。
各位有興趣的話，可以用多個蜂鳴器同時發出不同音調，組成多音的真和弦，一個音調輸出占用一個定時器。俺以前10多年前蛋疼，搞過幾十個蜂鳴器的（5和弦，蜂鳴器多個并聯），并且并增加一個IO用作電容的放電回路來產生短音，聽感還是不錯的。真有空時回老家翻出來拍個視頻給大家看看。
源碼如下，帶音量控制，帶家電常用的音調組合，還附上一個超級瑪麗的1UP聲音，玩過的朋友肯定會覺得很親切，哈哈。
源碼不是整個工程，我也懶得整理了，生活艱苦，搬磚不易。
用法，在您的工程里面增加兩個文件，一個名為Music.c，一個名為Music.h（頭文件）。現在源碼，使用的是STM32F1xx，主頻72M，使用的定時器是TIM2（任意定時器均可，自己修改），使用硬件PWM輸出。所以您單片機有N個定時器，則可以最多N-1個真和弦（留一個做主時基），做產品，通常一個偽和弦就夠了。Music_Srv()這個函數，沒4ms調用一次，您放中斷也行，放主循環也行（前提是您主循環沒有阻塞的占用）。需要發聲的時候，任意地方放一句 Music_Triger=MUSIC_XXX;  即可，不阻塞，也不用等它播完再調用，隨傳隨叫春。
BUZ-L現在接的是PA1，這個任意IO即可，請自行修改。BUZ-H接的是PA0，這個隨您用不同的TIM而不同，自己修改，例程用的是TIM2。

1. Music.h源碼：
   
2. 
   
3. #ifndef __MUSIC_H_
   
4. #define __MUSIC_H_
   
5. 
   
6. //BUZ-L定義IO
   
7. #define BEEPL_1 GPIOA_DSRR=BIT1
   
8. #define BEEPL_0 GPIOA_DRR=BIT1
   
9. #define BEEPL_XOR {if(BitTst(GPIOA_ODR,BIT1)) BEEPL_0; else BEEPL_1;}
   
10. 
    
11. //音樂聲定義
    
12. #define MUSIC_PWR_UP 1
    
13. #define MUSIC_TURN_ON 2
    
14. #define MUSIC_TURN_OFF 4
    
15. #define MUSIC_DING 3
    
16. #define MUSIC_UP 5
    
17. #define MUSIC_DOWN 6
    
18. #define MUSIC_1UP 7
    
19. 
    
20. extern volatile  uint8  Music_Triger;    //觸發發聲標志
    
21. extern uint8  flg_MusicPlaying;         //非0表示正在發聲
    
22. 
    
23. 
    
24. void Music_Srv(void);     //4ms調用一次
    
25. void Music_InitIO(void);    //初始化IO
    
26. void Music_Init(void);   //初始化Music模塊。
    
27. 
    
28. #endif
    
29. 
    
30. 
    
31. //*************************************************************************************************************************************
    
32. Music.c源碼：
    
33. #include "music.h"
    
34. 
    
35. 
    
36. #define TIM2_ARR (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0x002c)))
    
37. #define TIM2_CR1 (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0)))
    
38. #define TIM2_CCR1 (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0x0034)))
    
39. #define TIM2_CCER (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0x0020)))
    
40. #define TIM2_CNT   (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0x0024)))
    
41. #define TIM2_CCR2 (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0x0038)))
    
42. 
    
43. 
    
44. 
    
45. 
    
46. // 定義常用頻率，數字多少就是多少Hz
    
47. #define _28 2850   
    
48. #define _24 2400
    
49. #define _22 2250
    
50. #define _21 2100
    
51. #define _18 1850
    
52. #define _16 1650
    
53. 
    
54. 
    
55. // 定義duo,rui,mi,fa,so等等
    
56. #define _l1 130
    
57. #define _l2 146
    
58. #define _l3 164
    
59. #define _l4 174
    
60. #define _l5 196
    
61. #define _l6 220
    
62. #define _l7 246
    
63. 
    
64. #define _1 261
    
65. #define _2 293
    
66. #define _3 329
    
67. #define _4 349
    
68. #define _5 392
    
69. #define _6 440
    
70. #define _7 494
    
71. 
    
72. #define _1d1 523
    
73. #define _2d1 587
    
74. #define _3d1 659
    
75. #define _4d1 698
    
76. #define _5d1 784
    
77. #define _6d1 880
    
78. #define _7d1 987
    
79. 
    
80. #define _1d2 1046
    
81. #define _2d2 1175
    
82. #define _3d2 1318
    
83. #define _4d2 1397
    
84. #define _5d2 1568
    
85. #define _6d2 1760
    
86. #define _7d2 1976
    
87. 
    
88. #define _1d3 (_1d2*2)
    
89. #define _2d3 (_2d2*2)
    
90. #define _3d3 (_3d2*2)
    
91. #define _4d3 (_4d2*2)
    
92. #define _5d3 (_5d2*2)
    
93. #define _6d3 (_6d2*2)
    
94. #define _7d3 (_7d2*2)
    
95. 
    
96. 
    
97. //定義不同的樂曲數組，0 結束
    
98. const uint16 Music1_FrqTab[]={  //頻率表，對應BUZ-H的輸出頻率，0 結束
    
99.         _18,        _18,        _21,        _21,        _24,        _24,        _28,        _28,        0,
    
100. };
     
101. const uint8 Music1_TimeTab[]={        //BUZ-L輸出時間，偶數高電平，奇數為低電平尾音，x4ms，0 結束
     
102.         20,        30,        20,        30,        20,        30,        20,        255,        0,
     
103. };
     
104. 
     
105. 
     
106. const uint16 Music2_FrqTab[]={
     
107.         _21,        _21,        _22,        _22,        _24,        _24,        0
     
108. };
     
109. const uint8 Music2_TimeTab[] ={                //x4ms
     
110.         10,        18,        10,        18,        10,        255,        0,
     
111. };
     
112. 
     
113. 
     
114. const  uint16 Music3_FrqTab[]={
     
115.         _24,        _24,        0,
     
116. };
     
117. const  uint8 Music3_TimeTab[] ={                //x4ms
     
118.         18,        255,        0,
     
119. };
     
120. 
     
121. 
     
122. const  uint16 Music4_FrqTab[] ={
     
123.         _28,        _28,        _24,        _24,        _21,        _21,        0
     
124. };
     
125. const  uint8 Music4_TimeTab[]={                //x4ms
     
126.         10,        18,        10,        18,        10,        255,        0,
     
127. };
     
128. 
     
129. 
     
130. const  uint16 Music5_FrqTab[] ={
     
131.         _16,        _16,        _18,        _18,        _21,        _21,        0
     
132. };
     
133. const  uint8 Music5_TimeTab[] ={                //x4ms
     
134.         6,        16,        6,        16,        6,        255,        0,
     
135. };
     
136. 
     
137. 
     
138. const  uint16 Music6_FrqTab[] ={
     
139.         _21,        _21,        _18,        _18,        _16,        _16,        0
     
140. };
     
141. const  uint8 Music6_TimeTab[] ={                //x4ms
     
142.         6,        16,        6,        16,        6,        255,        0,
     
143. };
     
144. 
     
145. 
     
146. 
     
147. 
     
148. const uint16 Music7_FrqTab[]={
     
149.         1324,1324,1574,1574,2645,2645,        2114,2114,2347,2347,3154,3154,        0,
     
150. };
     
151. const uint8 Music7_TimeTab[]={                //x4ms
     
152.         15,          25,           15,            25,   15,    25,        15,     25        , 15 ,     25  ,  15,  255,        0,
     
153. };
     
154. 
     
155. 
     
156. 
     
157. 
     
158. uint8 Music_Vol=137;    //音量
     
159. volatile uint8  Music_Triger=0;   //觸發播放哪一支，例如播放“叮~~~”，則任意地方調用 Music_Triger=MUSIC_DING;
     
160. uint8  flg_MusicPlaying=0;   //非零播放中。
     
161. 
     
162. //樂曲表指針
     
163. uint16 const  *  music_frq_tab;      
     
164. uint8 const  *  music_interval_tab;
     
165. 
     
166. 
     
167. 
     
168. 
     
169. TIM_TimeBaseInitTypeDef T2_TimeBaseStruct;
     
170. TIM_OCInitTypeDef T2_OCInitStruct;
     
171. 
     
172. void Music_SetVolumn(uint8 vol){     //設置音量，并且初始化TIM輸出
     
173.         uint32 lTmp;
     
174.         lTmp=T2_TimeBaseStruct.TIM_Period;
     
175.         lTmp*=vol;
     
176.         lTmp/=255;
     
177.         T2_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;            
     
178.         T2_OCInitStruct.TIM_Pulse = lTmp;
     
179.         T2_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
     
180.         T2_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
     
181.         TIM_OC1Init(TIM2, &T2_OCInitStruct);
     
182. }
     
183. 
     
184. 
     
185. /* ---------------------------------------------------------------
     
186.   TIM2 Configuration: Output Compare Toggle Mode:
     
187.   TIM2CLK = 72 MHz, Prescaler = 0x9, TIM2 counter clock = 7.2 MHz
     
188. --------------------------------------------------------------- */
     
189. 
     
190. void Music_SetFrq(uint16 frq){    //  設置頻率并初始化TIM
     
191.         uint32 clk;
     
192.         clk=7200000;
     
193.         clk/=frq;
     
194.         clk--;
     
195.         /* Time base configuration */
     
196.         T2_TimeBaseStruct.TIM_Period = clk;         
     
197.         T2_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = 0x9;      
     
198.         T2_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = 0x0;   
     
199.         T2_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
     
200.         TIM_TimeBaseInit(TIM2, &T2_TimeBaseStruct);
     
201. 
     
202.         Music_SetVolumn(Music_Vol);
     
203.       
     
204. }
     
205. 
     
206. 
     
207. void Music_ChangeFrq(uint16 frq){    //改變頻率。
     
208.         uint32 clk;
     
209.         clk=7200000;
     
210.         clk/=frq;
     
211.         clk--;
     
212.         /* Time base configuration */
     
213.         TIM2_ARR = clk;     
     
214.         clk*=Music_Vol;
     
215.         clk/=255;
     
216.         TIM2_CCR1=clk;
     
217. }
     
218. 
     
219. 
     
220. void Music_Frq_Enable(void){
     
221.         TIM2_CCER|=BIT0;
     
222. }
     
223. 
     
224. void Music_Frq_Diable(void){
     
225.         TIM2_CCER&=(~BIT0);
     
226. }
     
227. 
     
228. 
     
229. 
     
230. void Music_Init(void){
     
231.         Music_SetFrq(4000);
     
232. 
     
233.         TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE); // 這個記得要開
     
234. 
     
235.         //啟用CCR1寄存器的影子寄存器（直到產生更新事件才更改設置）
     
236.         TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);
     
237. 
     
238.         Music_Frq_Diable();
     
239.         TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
     
240. }
     
241. 
     
242. 
     
243. void Music_InitIO(void){
     
244.         GPIO_InitTypeDef tmpGPIO;
     
245.       
     
246.         tmpGPIO.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
     
247.         tmpGPIO.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
     
248. 
     
249.         tmpGPIO.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;
     
250.         GPIO_Init(GPIOA,&tmpGPIO);
     
251. 
     
252.         tmpGPIO.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
     
253.         tmpGPIO.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
     
254.         GPIO_Init(GPIOA,&tmpGPIO);
     
255.       
     
256.         BEEPL_1;
     
257. }
     
258. 
     
259. 
     
260. void Music_Select(void){
     
261.         switch(Music_Triger){
     
262.                 default:      
     
263.                         flg_MusicPlaying=0;
     
264.                         return;
     
265.                 case MUSIC_PWR_UP:
     
266.                         music_frq_tab=Music1_FrqTab;
     
267.                         music_interval_tab=Music1_TimeTab;
     
268.                         break;
     
269.                 case MUSIC_TURN_ON:
     
270.                         music_frq_tab=Music2_FrqTab;
     
271.                         music_interval_tab=Music2_TimeTab;
     
272.                         break;
     
273.                 case MUSIC_DING:
     
274.                         music_frq_tab=Music3_FrqTab;
     
275.                         music_interval_tab=Music3_TimeTab;
     
276.                         break;
     
277.                 case MUSIC_TURN_OFF:
     
278.                         music_frq_tab=Music4_FrqTab;
     
279.                         music_interval_tab=Music4_TimeTab;
     
280.                         break;
     
281.                 case MUSIC_UP:
     
282.                         music_frq_tab=Music5_FrqTab;
     
283.                         music_interval_tab=Music5_TimeTab;
     
284.                         break;
     
285.                 case MUSIC_DOWN:
     
286.                         music_frq_tab=Music6_FrqTab;
     
287.                         music_interval_tab=Music6_TimeTab;
     
288.                         break;
     
289.                 case MUSIC_1UP:
     
290.                         music_frq_tab=Music7_FrqTab;
     
291.                         music_interval_tab=Music7_TimeTab;
     
292.                         break;
     
293.         }
     
294.         flg_MusicPlaying=1;
     
295. }
     
296. 
     
297. 
     
298. 
     
299. void Music_Srv(void){
     
300.         static uint8  PlayStep=0;
     
301.         static uint8  PlayCt=0;
     
302.         uint8 cTmp;
     
303. 
     
304.         if(Music_Triger){
     
305.                 Music_Select();
     
306.                 Music_Triger=0;
     
307.                 PlayStep=0;
     
308.                 PlayCt=0;
     
309.                
     
310.                 Music_ChangeFrq(music_frq_tab[PlayStep]);
     
311.                 Music_Frq_Enable();
     
312. 
     
313.                 BEEPL_1;
     
314.         }
     
315.         if(flg_MusicPlaying){
     
316.                 cTmp=music_interval_tab[PlayStep];
     
317.                 PlayCt++;
     
318.                 if(PlayCt>=cTmp){
     
319.                         PlayCt=0;
     
320.                         PlayStep++;
     
321.                         Music_ChangeFrq(music_frq_tab[PlayStep]);
     
322.                         if(music_interval_tab[PlayStep]==0){
     
323.                                 flg_MusicPlaying=0;      
     
324.                         }
     
325.                         else{
     
326.                                 BEEPL_XOR;
     
327.                         }
     
328.                 }
     
329.                
     
330.         }
     
331.         else{
     
332.                 BEEPL_0;
     
333.                 Music_Frq_Diable();
     
334.         }
     
335. }
     

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請問：h文件中的GPIOA_DSRR、GPIOA_DRR、BitTst是什么含義，以及#define BEEPL_XOR {if(BitTst(GPIOA_ODR,BIT1)) BEEPL_0; else BEEPL_1;}該怎么理解。
能否告知，謝謝。