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組合語言聲音編程經典：SOUND.ASM 八度音階播放實現

編輯：組合語言

程序功能

SOUND.ASM 是一個極精簡的 DOS 組合語言程序，利用 PC 機 8253 定時器通道 2 和 8255 PPI 控制蜂鳴器，播放中音 C 起始的 12 半音 (一個八度)。代碼僅包含數據段 (頻率表) 和代碼段，無堆棧段，長度不足 100 行，是學習 PC 硬件定時器與聲音生成的絕佳入門樣本。

硬件原理回顧

8253 定時器通道 2：輸入時鐘 1.19318 MHz，工作模式 3 (方波發生器)。計數值 = 1193180 / 目標頻率。
8255 PPI Port B (61h)：
- Bit 0: 定時器 2 輸出使能 (接喇叭)
- Bit 1: 喇叭控制位 (1=接通)
喇叭聲音 = 定時器 2 方波與 Bit 1 邏輯 AND 後驅動揚聲器。

關鍵代碼段落解析

1. 數據段：音符頻率表

dseg segment
notes dw 262,277,294,311,330,349,370,392,415,440,466,494 ; C4~B4
dseg ends

2. 初始化 8253 命令字

mov al, 0b6h      ; 10110110b: Channel 2, Mode 3, Binary, LSB/MSB
out 43h, al       ; 寫命令寄存器

3. 主循環：逐音符播放

nloop:
 mov ax, 34dch        ; 1193180 (十進制) = 0x1234DC → 高位 0x12, 低位 0x34DC? 實際代碼用 34dch/12h 組合
 mov dx, 12h          ; DX:AX = 0x001234DC = 1193180
 div [notes + si]     ; AX = 1193180 / 頻率 = 計數值
 out 42h, al          ; 寫計數器低位
 mov al, ah
 out 42h, al          ; 寫計數器高位 (AH 為商高位)
; 開啟喇叭
 in al, 61h
 or al, 3             ; 置 Bit0, Bit1
 out 61h, al
; 延遲 ~1/10 秒
 mov cx, 6d60h
rpta: loop rpta
; 關閉喇叭
 xor al, 3            ; 清 Bit0, Bit1
 out 61h, al
; 音符間隙 ~1/100 秒
 mov cx, 0af0h
rptb: loop rptb
 inc si; inc si       ; SI += 2 (WORD)
 dec bx
 jnz nloop

4. 退出

mov ax, 4c00h
int 21h

技術細節補充

除法運算：DIV 使用 DX:AX 作為被除數，此處 DX=0x12, AX=0x34DC 組成 32 位值 1193180。商在 AX，餘數在 DX。OUT 42h 連續兩次寫入低/高位。
延遲迴圈：6D60h = 28000 次循環約 0.1 秒 (視 CPU 速度)；0AF0h = 2800 約 0.01 秒。現代 CPU 需用 INT 15h/86h 或 RDTSC 校準。
無堆棧段：COM 文件 CS=DS=SS=ES=PSP，SP=FFFEh，調用深度極淺可直接使用默認堆棧。
頻率精度：表中頻率為等溫律近似值，實際計數值為整數會有微小誤差，音樂感知可接受。

完整源碼 (SOUND.ASM)

; sound.asm
; This is a small sound example for the IBM PC
; It will play 12 notes of the octave starting at middle C.
;-----------------------------------------------------------------------------
; How to generate sound on the IBM PC :
; The 8255 (port 61H) bit 0 controls the 8253 timer
; bit 1 controls the speaker
; The output channel 2 from the 8253 timer will be ANDed with the
; speaker control bit in order to turn on/off the speaker.
; Timer channel 2 internal count register (port 42h) is loaded in
; two successive OUT operations with the lower byte being loaded first.
; For this to work properly, timer command register has to be loaded first
; with B6H.
; Since the input clock to the timer chip is 1.19318 MHz, the counter value
; to generate the frequency X can be calculated by 1193180 / X.
;-----------------------------------------------------------------------------
; CX is used as a note counter with the frequency effectively being
; incremented by a half tone and the corresponding count being loaded
; into the count register on each iteration.
; No stack segment is needed for this small program, so don't panic
; when you receive the 'No stack segment' warning.
; Arne Asplem 880731 (MASM 4.0)
dseg segment
notes dw 262,277,294,311,330,349,370,392,415,440,466,494
dseg ends
cseg segment
sound proc far
 assume cs:cseg, ds:dseg, ss:nothing
start:
 mov ax, dseg
 mov ds, ax
 xor si, si
 mov bx, 12
 mov al, 0b6h
 out 43h, al
nloop:
 mov ax, 34dch
 mov dx, 12h
 div [notes + si]
 out 42h, al
 mov al, ah
 out 42h, al
 in al, 61h
 or al, 3
 out 61h, al
 mov cx, 6d60h
rpta:
 loop rpta
 xor al, 3
 out 61h, al
 mov cx, 0af0h
rptb:
 loop rptb
 inc si
 inc si
 dec bx
 jnz nloop
 mov ax, 4c00h
 int 21h
sound endp
cseg ends
end start