Частота звука
Частота звука
Частоту звука можно установить при помощи другого устройства, называемого "Программируемым интервальным таймером 8253". Этот контроллер в числе прочего определяет, сколько импульсов в секунду следует послать на громкоговоритель. Устройство 8253 вырабатывает базовую частоту 1,190,000 Гц, которая значительно выше граничной частоты восприятия звука человеком. Однако мы можем послать на устройство 8253 число для деления этой базовой частоты. Например, если мы направляем туда 5000, то получаем частоту, следования импульсов
1,190,000/5000 = 238 Гц,
которая немного ниже среднего звука си (нота, а не версии более низкого класса рассматриваемого языка). Если мы знаем, какая частота freq нам нужна, можно вычислить требуемый делитель, скажем, так:
divisor = 1,190,000/freq;
Наша функция позволяет сделать это, в связи с чем нам нужно только знать, как подать значение переменной divisor на устройство 8253. Теперь требуется использовать еще два порта.
Первый шаг заключается в установке таймера 8253 в правильный рабочий режим для приема делителя. Это достигается посылкой значения 182 (0?В6 в шестнадцатеричном коде) через порт 67. Как только такая посылка будет выполнена, можно использовать порт 66 для передачи делителя.
Посылка делителя представляет собой несложную задачу. Сам делитель является 16-разрядным числом, но его следует передавать двумя частями. Сначала мы посылаем младший байт, или последние 8 разрядов числа, а затем старший байт, т.е. начальные 8 разрядов числа. В следующей программе мы называем эти части lobyt и hibyt и вычисляем их значения через divisor:
lobyt = divisor % 256;
hibyt = divisor % 256;
Можно также использовать поразрядные операции:
lobyt = divisor & 255;
hibyt = divisor >> 8;
Первый оператор в каждой паре строк примеров устанавливает первые восемь разрядов в 0, оставляя в последних восьми разрядах первого байта число. Проверьте результаты операцией получения модуля и поразрядной операцией И, чтобы увидеть, как это делается. Второй оператор каждой пары берет исходное значение divisor и сдвигает его на 8 позиций вправо (что эквивалентно делению на 28, или на 256). Восемь левых разрядов устанавливаются в 0, сохраняя 8-разрядное число, содержащее исходные значения восьми левых разрядов.
Ниже показана такая функция целиком:
/* tone(freq, time) -- устанавливает звук заданной частоты и продолжительности */
#define TIMERMODE 182 /* код установки таймера в нужный режим */
#define FREQSCALE 119000L /* базовая частота в герцах */
#define TIMESCALE 1230L /* число отсчетов времени в 0,1 с */
#define T_MODEPORT 67 /* порт управляет режимом работы таймера */
#define FREQPORT 66 /* порт регулирует частоту звука*/
#define BEEPPORT 97 /* порт управляет громкоговорителем */
#define ON 97 /* сигнал включения громкоговорителя */
tone(freq, time)
int freq, time;
{
int hibyt, lobyt, port;
long i, count, divisor;
divisor = FREQSCALE/freq; /* масштабирование частоты в единицах таймера */
lobyt = divisor % 256; /* разбивает целое */
hibyt = divisor / 256; /* на два байта */
count = TIMESCALE * time; /* преобразует время в единицы таймера */
outp(T_MODEPORT, TIMERMODE); /* подготавливает таймер к вводу */
outp(FREQPORT, lobyt); /* устанавливает младший байт регистра таймера */
outp(FREQPORT, hibyt); /* устанавливает старший байт регистра таймера */
port = inp(BEEPPORT); /* запоминает состояние порта */
outp(BEEPPORT, ON) /* включает громкоговоритель */
for(i = 0, i < count; i++)
; /* отметка задержки */
outp(BEEPPORT, port); /* выключает Громкоговоритель, восстанавливает состояние */
Мы определяем TIMESCALE в директиве #define как целое тип long, потому что вычисление TIMESCALE * time будет выполняться для типа long, а не int. Иначе результат, если он больше 32767 будет усекаться перед занесением в count.