音乐芯片是一种简单易用的语音电路,其内部包含振荡电路,可通过外部连接少量分立元件来产生多种音乐信号。它是语音
集成电路的重要组成部分,广泛应用于音乐电子贺卡、电子玩具、音乐蜡烛、电子钟、电子门铃、家用电器等领域。
音乐芯片包括地址计数器、音符节拍存贮器ROM、频率发生器和延迟计数器等部分。其中,地址计数器负责在ROM中指定PC指针的位置,每次频率输出延迟时间结束时触发计数器累加并切换至下一频率输出和延迟,音乐播放完毕后清零。音符节拍存贮器ROM存储音乐的频率和延迟数据。频率发生器产生指定频率的方波振荡输出,如果无法停止输出,则直接输出超声波。延迟计数器控制频率输出的时间长度,每1毫秒减少1,直到减至0时触发PC计数器加1,从ROM读取下一个节拍数据。当PC指针超过节拍总数时,将其清零,防止读取到随机数据。
音乐芯片的工作原理涉及从ROM中读取频率和延迟数据,将频率数据输入频率发生器,同时将延迟数据输入延迟计数器。当延迟计数器减至0时,频率发生器继续输出指定频率。随后触发PC指针加1,读取下一个节拍数据。当PC指针超出节拍总数时,将其清零,以免读取到错误的数据。能够产生WAV声音的音乐芯片的放音原理类似于
声卡,即将一段音乐数据烧录到内部,数据根据PC指针发送给内部DAC进行播放。如果采样率为8kHz,则每125微秒触发PC指针加1,从ROM中读取下一个数据,无需解码,且通常不具备录音功能。
音乐芯片的音乐内容被烧写在其ROM中,烧写原理是通过切断内部微小电路来实现存储。芯片通过细
金属丝或接触点连接到电路板上,黑色物质主要用于固定和密封。尽管外观可能相似,但
集成度的高低并不取决于外形,现代
集成电路已经达到了微米甚至纳米级别。单个
电阻的尺寸可以缩小到数十微米至数百纳米。除了传统的音乐芯片,也可以使用
单片机、蜂鸣器或扬声器、声音放大电路、电池等组件来实现类似的功能。单片机通过控制指定IO口的高低电平和延迟来产生不同的频率,进而控制蜂鸣器和放大电路产生各种声音。此外,还能产生PWM信号、指定频率范围内的噪声、扫描信号以及其他信号叠加,从而实现更强的音频效果。
市场上有许多类型的音乐芯片,根据音乐输出特点可分为单曲、复音、音乐带闪灯、唱歌等多种类型。这些芯片常用于音乐播放器,如生日贺卡芯片属于单曲芯片。按照能否录制,还可分为可录和不可录两类,可录芯片允许用户将自己的声音记录下来并通过电路播放。常见的例子包括音乐玩具盒和
留声机。封装形式方面,有COB黑膏软封装和三极管封装等形式。音乐
集成电路通常采用“软封装”,也有双列直插和单列直插封装,还有称为“音乐三极管”的晶体三极管外形封装。使用者可根据实际需求选择合适的音乐芯片。