音乐频率的计算主要涉及声学原理和电子实现方式,具体如下:
一、声学频率计算
音乐频率指声波每秒振动的次数,单位为赫兹(Hz),人耳可听范围通常为20Hz至20000Hz。
标准音高参考
国际标准音高采用1859年巴黎科学院确定的A1音(435Hz)为基准,通过十二平均律计算其他音高。例如,中央C(C4)频率为440Hz,低音提琴G音可低至30Hz。
二、电子实现方式
计时器生成法
在8051微控制器中,通过内部计时器产生音频脉冲。具体步骤:
- 计算目标频率的周期(1/F),取其半周期时间(周期/2);
- 设置计时器计数到半周期时间后输出脉冲,重复此过程;
- 计数值公式:`N=65536 - (500000/2/Fr)`,其中`Fi`为晶振频率(如6MHz),`Fr`为目标频率。
应用示例
- 低音DO(261Hz):`N=65536 - (500000/2/262)=64582`;
- 中音DO(523Hz):`N=65536 - (500000/2/523)=956`;
- 高音DO(1046Hz):`N=65536 - (500000/2/1046)=1912`。
三、注意事项
频率范围: 不同乐器或声源的频率差异显著,需根据具体应用选择计算方法; 计时精度