基于AT89C51 音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單處機(jī)某個口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)。
通過控制聲音頻率和發(fā)聲時間長短即可完成一般的音樂演奏。在實(shí)驗(yàn)中，通過控制輸出方波的頻率可得到不同的聲音頻率。人耳可分辨的聲音頻率在17Hz—10Hz之間。實(shí)際上，利用單片機(jī)內(nèi)部定時器，計數(shù)初值不同，即可得到不同的輸出方波頻率。由于MCS-51單片機(jī)的計算能力較弱，對應(yīng)不同音頻的計數(shù)值可事先計算好，通過查表取得。
不同聲音的發(fā)聲時間長短依樂曲而定，該值通常為0.1～1S。
通過控制定顯示器的定時時間產(chǎn)生不同頻率的方波,驅(qū)動喇叭發(fā)出不同音階的聲音,現(xiàn)利用延時不控制發(fā)音時間的長短，即可控制節(jié)拍,把樂譜中的音符和相應(yīng)的節(jié)拍變換成定常和延時常數(shù)，作為數(shù)據(jù)表格存在存貯器中。自程序查表得到定時常數(shù)和延遲常數(shù)，分別用以控制定時器產(chǎn)生方波的頻率和發(fā)出該頻率方波的持續(xù)時間。當(dāng)延時時間到，再查下一個音符的定時常數(shù)和延時常數(shù)。依次進(jìn)行下去。
音符的節(jié)拍我們可以用定時器T0來控制，送入不同的初值，就可以產(chǎn)生不同的定時時間。便如某歌曲的節(jié)奏為每分鐘94拍，即一拍為0.64秒。其它節(jié)拍與時間的對應(yīng)關(guān)系下表。
但時，由于T0的最大定時時間只能為131毫秒，因此不可能直接用改變T0的時間初值來實(shí)現(xiàn)不同節(jié)拍。我們可以用T0來產(chǎn)生10毫秒的時間基準(zhǔn)，然后設(shè)置一個中斷計數(shù)器，通過判別中斷計數(shù)器的值來控制節(jié)拍時間的長短。表2中也給出了各種節(jié)拍所對應(yīng)的時間常數(shù)。例如對1/4拍音符，定時時間為0.16秒，相應(yīng)的時間常數(shù)為16（即10H）；對3拍音符，定時時間為1.92秒，相應(yīng)時間長數(shù)為192（即C0H）。我們將每一音符的時間常數(shù)和其相應(yīng)的節(jié)拍常數(shù)作為一組，按順序?qū)非械乃谐?shù)排列成一個表，然后由查表程序依次取出，產(chǎn)生音符并控制節(jié)奏，就可以實(shí)現(xiàn)演奏效果。
此外，結(jié)束符和體止符可以分別用代碼00H和FFH來表示，若查表結(jié)果為00H，則表示曲子終了；若查表結(jié)果為FFH，則產(chǎn)生相應(yīng)的停頓效果。
為了產(chǎn)生手彈的節(jié)奏感，在某些音符（例如兩個相同音符）音插入一個時間單位的頻率略有不同的音符。