标题PC系列机的发音方法

　　一、计时器芯片的声音控制
　　可编程的计时器芯片是标准PC机发声功能的核心。计时器芯片的通道2是专用于声音产生的。要产生声音，必须对通道2适当编程，并使用通道2发出的脉冲来驱动扬声器。
　　通过编程，计时器可以以需要的任何频率发出脉冲，但由于它并不记录声音持续了多长时间，除非把它关上，否则声音便会永远持续下去；所以，程序必须通过一些定时指令来终止发声。
　　1、对计时器芯片进行编程
　　对计时器的通道2进行编程，给通道2的计数器一个合适的倒计数值(计时器芯片用一个内部寄存器来保存这个值，以便每当计数器倒计数至0时重新设置该计数值)。把倒计数值载入计时器芯片中就立即起作用。在每个1.19318MHz的时钟周期，计时器使此计数器递减，直到递减至0，然后在通道2上输出脉冲到声音产生电路中，并重新开始倒计数。
　　事实上，时钟频率被计数值(即：倒计数的初值)除得到输出频率。结果是，如打开扬声器，计时器送出一系列脉冲，产生一定频率的声音。
　　控制计数和最终频率有如下公式的相互关系：
　　计数值=1193180÷频率
　　频率=1193180÷计数值
　　可以看出，高计数值可产生低频率的声音，而低计数值可产生高频率的声音。计数值为100，会产生频率大约每秒11931周期的高音，而计数值为10000，则会产生频率大约每秒119周期的低音。
　　在16位算术的范围内，几乎可以产生任何频率。在除数(即：分频数)为65535(FFFFH)时产生最低的频率18.2Hz，在除数为1时产生最高的频率1.193MHz。BASIC把实际频率范围控制在37到3276Hz。以下程序表明内部扬声器的实际频率范围甚至比BASIC所提供的还要小。
　　一旦你根据所需频率计算出计数值，就可以将它送至计时器通道2的寄存器中。这需做三次向端口的输出。第一次端口输出是向端口43H(67)送值B6H(182)，通知计时器即将送来的是计数值。以后的两次输出则向端口42H(66)送一个16位无符号的字的计数值。
　　保？ COUNT=1193180/3000　'3000是所需的频率
　　20　LO.COUNT=COUNT　MOD　256　'计算出低字节值
　　30　HL.COUNT=COUNT/256　'计算出高字节值
　　40　OUT　&H43，&HB6　'通知计时器准备好
　　50　OUT　&H42，&LO.COUNT　'送低位字节
　　60　OUT　&HI.COUNT　'送高位字节
　　2.激发扬声器
　　在对计时器编程后，为使用计时器产生的信号，还需要激发扬声器电路。正象PC和PS/2的许多部分，PC和PS/2通过向某特定的端口送某一值来控制扬声器，这一过程如图1所示。扬声器的启动是由改变61H(97)I/O端口的0位和1位的值来控制的。在该端口的8位中只有两位由扬声器使用：0位和1位。其它6位用于其它方面，所以在使用扬声器时，一定不要去改变他们。CPU
　　定时器准备　端口43H　向扬声器发送脉冲
　　置频率计数器　端口42H　8253_可编程序定时器　放大器
　　打开扬声器　端口61H
　　扬声器
　　图1　声音频率怎样通过系统计时器和扬声器产生的
　　0位，控制计时器芯片的输出信号向扬声器的传送。1位，控制扬声器的脉冲。两位须都置1，扬声器才能对计时器芯片的信号做出反应。可以通过如下操作把这两位置1，而不影响其它位：
　　70　OLD.PORT=INP(&H61)？ '读端口61H的值
　　80　NEW.PORT=(OLD.PORT　OR　&H03)　'置0位和1位
　　90　OUT　&H61，NEW.PORT　'打开扬声器
　　二、扬声器的直接控制
　　计时器通过发送周期性信号来激发扬声器的振动。也可以通过程序直接向扬声器发送信号来实现同样过程，此时要把端口61H(97)的0位置0，将扬声器关上，然后将1位轮流置1和置0以向扬声器发送脉冲。使用这种方法，程序执行得越快，声音频率越高。如下BA_SIC程序给出了这种方法的一个例子：
　　10　X=INP(&61)AND　&HFC　'读端口的值，将0位和1位置0
　　20　OUT　&H61，X　'压缩扬声器
　　30　OUT　&H61，X　OR　2　'扩张扬声器
　　40　GOTO　20
　　第20行和30行向扬声器发送脉冲，每一步占用半个周期，两步合成一个完整的声音周期。
　　这个例子中BASIC以其最快的速度处理程序能发出的最高音调。如晨在应用程序中需要更大的频率范围，可以使用速度更快的语言，并在每个完整的周期(周期时间减半，因为每个开或关操作都仅是半个周期)之间插入一个节拍减半频率周期的延迟时间。无论使用何种语言，都必须有一个持续计数来结束发声。为了以特定的频率发出不同的声音，如“咔嗒”或“蜂鸣”声，只需改变脉冲间的延迟时间。
　　尽管有这些美好的可能性，通过直接编程控制扬声器发声并不是产生声音的好办法。与使用计时器相比较，它有三大缺陷：
　　·程序要求不断占用CPU，所以计算机几乎没有时间去做其它工作。
　　·声音频率由计算机的速度决定，亦即同一程序在快慢不同的型号的机器上会发出高低不同的声音。
　　·时钟节拍信号引起的中断会干扰声音的光滑性，产生颤音。解决它的唯一办法是用禁止中断来挂起时钟节拍中断，但这破坏了计算机的时感。
　　就我们所知，直接控制产生声音的唯一优点是：使用程序延时的适当控制，控制方法就可产生丰富的复调声音。但须预先提请注意，这种作法要求十分巧妙而烦琐的编程，因而很可能麻烦，不值得这样做。
　　三、扬声器的音量和音质
　　计算机的内部扬声器无任何音量控制。而且和其它扬声器一样，其音量随频率响应的好坏而变化；有些频率听起来比其它频率声音大。在大多数的PC和PS/2机中，由于扬声器很粗糙，随着频率不同音量差别很大。可用如下程序验证这一点__它可能有助于选择你所要求的最佳音调的频率。
　　10　PLAY〃MF〃　'分别发声
　　20　FREQUENCY=37
　　30　WHILE　FREQUENCY<32000　'使用到32000Hz的所有频率
　　40　PRINT　USING〃.〃；FREQUENCY'e显示频率
　　50　SOUND　FREQUENCY，5　'以5个单位持续时间发声
　　60　FREQUENCY=FREQUENCY1.1　'增加1/10的频率
　　70　WEND
　　须知在不同的PC和PS/2的机器中，扬声器发出的声音可能不一样。部分原因是作为扬声器附件的共振腔的材料不同。在两种不同型号的机器上，试运行如下例子，并准备听到声音的变化。
　　100　'声音例子
　　110　'
　　120　'颤音(两种声音快速交替)
　　130　FOR　N%=0　TO　5
　　140　SOUND　440，.7
　　150　SOUND　466.16，.5
　　160　NEXT
　　170　WHILE(INKEY$=〃〃):WEND'等待敲键
　　180　'
　　190　'快速发出两种音调
　　200　SOUND　900，.1
　　210　SOUND　760，1
　　220　WHILE(INKEY$=〃〃):WEND230　'
　　240　'随机噪音
　　250　X=INP(&H61)AND　&HFC
　　260　I=20
　　270　FOR　N%=0　TO　500
　　280　IF(RND100<I)THEN　OUT&H61，X　OR2:OUT　&H61，X
　　290　NEXT
　　附：音乐的八度音程音调的频率
　　音调　　频 率　　音 调　　频 率　　音 调　　频 率　　音调　　频 率
　　C0　　16.35　　C2　　65.41　　C4　　261.63　　C6　　1046.50
　　C#0　　17.32　　C#2　　69.30　　C#4　　277.18　　C#6　　1108.73
　　D0　　18.35　　D2　　73.42　　D4　　293.66　　D6　　1174.66
　　D#0　　19.45　　D#2　　77.78　　D#4　　311.13　　D#6　　1244.51
　　E0　　20.60　　E2　　82.41　　E4　　329.63　　E6　　1328.51
　　F0　　21.83　　F2　　87.31　　F4　　349.23　　F6　　1396.91
　　F#0　　23.12　　F#2　　92.50　　F#4　　369.99　　F#6　　1479.98
　　G0　　24.50　　G2　　98.00　　G4　　392.00　　G6　　1567.98
　　G#0　　25.96　　G#2　　103.83　　G#4　　415.30　　G#6　　1661.22
　　A0　　27.50　　A2　　110.00　　A4　　440.00　　A6　　1760.00
　　A#0　　29.14　　A#2　　116.54　　A#4　　466.16　　A#6　　1864.66
　　B0　　30.87　　B2　　123.47　　B4　　493.88　　B6　　1975.53
　　C1　　32.70　　C3　　130.81　　C5　　523.25　　C7　　2093.00
　　C#1　　34.65　　C#3　　138.59　　C#5　　554.37　　C#7　　2217.46
　　D1　　36.71　　D3　　146.83　　D5　　587.33　　D7　　2349.32
　　D#1　　38.89　　D#3　　155.56　　D#5　　622.25　　D#7　　2489.02
　　E1　　41.20　　E3　　164.81　　E5　　659.26　　E7　　2637.02
　　F1　　43.65　　F3　　174.61　　F5　　659.26　　F7　　2637.83
　　F#1　　46.25　　F#3　　185.00　　F#5　　739.99　　F#7　　2959.96
　　G1　　49.00　　G3　　196.00　　G5　　783.99　　G7　　3135.96
　　G#1　　51.91　　G#3　　207.65　　G#5　　830.61　　G#7　　3322.44
　　A1　　55.00　　A3　　220.00　　A5　　880.00　　A7　　3520.00
　　A#1　　58.27　　A#3　　233.08　　A#5　　932.33　　A#7　　3729.31
　　B1　　61.74　　B3　　246.94　　B5　　987.77　　B7　　3951.07
　　C8　　4186.01