2 軟件設計
2．1 播放原理
聲音的頻譜范圍通常約為幾十到幾千赫茲，通過程序控制單片機的I／O口可輸出不同頻率的矩形波。當該矩形波的頻率位于聲音頻譜范圍內時，在單片機的I／O口接上喇叭就能發出聲音。然后利用延時程序控制矩形波的高、低電平持續時間，即改變矩形波的頻率，即可產生不同的音調，從而發出不同的聲音，再讓矩形波輸出的長短對應節拍，就可以實現單片機對音樂的演奏。
2．2 音調和節拍編碼
單片機奏樂只需弄清楚兩個概念，也就是“音調”和“節拍”。音調表示一個音符唱多高的頻率，節拍表示一個音符唱多長的時間。
由于各個音調對應的頻率是已知的，因此，播放音樂時，應對樂曲中出現的音調進行編碼，并找出單片機播放這些音調所對應的定時初值。表1所列是音調編碼與定時器的初值表，其中頻率是已知的，編碼可以自己設置，而定時初值是怎樣得來的呢?下面以“低6”為例進行說明。“低6”的頻率f為440 Hz，其對應的周期為：T=1／f=1／440=272μs。單片機上對應蜂鳴器的I／O口來回取反的時間應為：t=T／2=2272／2=1136μs。單片機奏樂時，其定時器為工作方式1，若以振蕩器的十二分頻信號為計數脈沖，如果單片機晶振為12MHz，則1μs計數一次。所以，對于“低6”，其定時器的初值應該是：216-1136=64400。
對節拍的控制可通過延時程序來實現。表2所列是節拍編碼表。若以1拍的時長為400ms為例，1／2拍的時長為200ms，1／4拍的時長為100ms。首先，這樣，確定一個基本時長的延時程序，比如以100ms為基本延時時間，那么，1／4拍可以調用一次延時程序，1／2拍需調用二次延時程序，1拍需調用四次延時程序，依次類推。