大家知道，自然界中任何一种机械振动都会发出不同的声音，这些声音之中既有优美动听的音乐，又有令人生厌的噪音。但无论是哪一种音响，从本质上讲都是由两部分组成：一是振动频率（基波频率）；另一个是这一音响的包络形状。前者决定了音调的高低，频率越高，声调也就越高；后者决定声音的音色。比如，钢琴的包络形状是趋近于对数衰减形状，而单簧管的包络形状是趋近于方波形状，见图1。所以，这两种乐器在演奏同一个音符（如中央C，频率为261.6Hz）时，就会发出不同的声音。由此可见，只要我们能够人为地产生这二个基本要素，就能产生不同的音响。在以前人们大都采用模拟量的叠加来实现（根据付里叶变换）。而数字音响则是用数字量取代了传统的模拟量来实现的。这不仅保留了模拟量原来的优点，而且有处理速度快、计算准确等模拟量所不及的优点。从当前发展看，数字音响大有取代模拟音响的趋势。
现在用8位CPU专门用来处理音响是可以实现的，但这不仅需要自己设计外围电路，用起来也比较死板，尤其在单一CPU处理音响的同时，还要处理其它事情。换句话说，CPU在处理数据时只有能用限的时间来处理音响，从时间上讲这样是难以实现的。为了解决这个问题，出现了一些与CPU兼容的、只需CPU瞬时干涉、控制的专门处理音响的特殊芯片，PSG就是其中之一。
PSG概述
PSG是Programmable Sound Generator的缩写，即“可编程音响发生器”。它是一种可由软件控制产生多种音响的大规模集成电路。它的出现大大减轻了CPU在处理音响上的负担。CPU在处理其它事情的同时只需对PSG发出一个初始命令，便可以产生多种用户所希望的音响。由于PSG有使用方便、产生音频范围宽的优点，所以它被广泛用于音响合成器、电子游戏机及高档电子乐器中。常见的PSG电路型号有Ay－3－8910PSG和Ay－3－8912PSG两种。PSG的结构如图2所示。
PSG的基本功能
PSG的基本功能如下：（1）完全由软件来控制音响的产生。（2）可以和绝大多数的8位及16位微处理机相联。（3）有三个相互独立的模似输出。（4）有二个8位的通用I／O口（AY－3－8910）。（5）有一个8位的通用I／O口（AY－3－8912）。（6）使用单一+5V电源，主时钟1.5～2MHz。
PSG可以分为4个功能块：（1）总线控制及译码器，它用于确定PSG的总线状态——高阻、输入、输出，以及PSG的工作状态——锁存寄存器地址、读数据、写数据。（2）寄存器阵列块，它是由16个可编程的寄存器组成，是产生音响的最基本、最重要的部分，也是用户编程必须使用的部分，它向用户提供了用来控制音高、包络形状以及白噪声的寄存器。正是向这些寄存器写入不同的数据从而产生不同的音响。这些寄存器的用法下面还要详细介绍。（3）声音产生块。此块基本由六部分组成。①乐音产生器——它可以产生对应于三个通道的三个独立的乐音基波，基波的频率由装入寄存器的周期数决定（基波的计算方法见后）。②噪声产生器——它能产生一系列可调的伪随机方波来模拟白噪声，用户输入的噪声周期数用于控制伪随机方波的周期。③混合器——它的作用是把三个通道的乐音和噪声混合在一起后再送入数／模转换器。④幅度控制器——它经过CPU的数据总线，并通过三个通道的包络寄存器向三个通道的数／模转换器输入来自CPU的一个固定的或是变化的数据，用以控制三个通道输出的包络形状。（待续）（康跃伟）