Arduino入门笔记（4）：用蜂鸣器演奏音乐并配有LED闪烁
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一、本次实验所需器材
1、Arduino板 https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c-s.w4002-15820725129.16.AtgoEm&id=545093340395
2、无源蜂鸣器：一种一体化结构的电子讯响器，分为有源蜂鸣器与无源蜂鸣器。这里的“源”不是指电源，而是指震荡源，有源蜂鸣器内部带震荡源，所以只要一通电就会响，而无源内部不带震荡源，所以如果仅用直流信号无法令其鸣叫，必须用2K-5K的方波去驱动它。从外观上看，两种蜂鸣器区别不大，但将两种蜂鸣器的引脚都朝上放置时，可以看出有绿色电路板的一种是无源蜂鸣器，没有电路板而用黑胶封闭的一种是有源蜂鸣器。如图：
3、LED：一个
4、杜邦线：若干
5、面包板：一个
二、无源蜂鸣器发声实验
通过上网查询参数，得到其工作电压为5V，和arduino控制板数字端口输出电压一致，所以不需要接电阻，于是其与arduino的布线图和原理图如下：
把下面的代码上传到arduino控制板上：
int tonepin=6;//设置控制蜂鸣器的数字6脚 void setup() { pinMode(tonepin,OUTPUT);//设置数字IO脚模式，OUTPUT为输出 } void loop() { unsigned char i,j; while(1) { for(i=0;i<80;i++)//输出一个频率的声音 { digitalWrite(tonepin,HIGH);//发声音 delay(1);//延时1ms digitalWrite(tonepin,LOW);//不发声音 delay(1);//延时ms } for(i=0;i<100;i++)//输出另一个频率的声音,这里的100与前面的80一样，用来控制频率，可以自己调节 { digitalWrite(tonepin,HIGH); delay(2); digitalWrite(tonepin,LOW); delay(2); } } }
从上面的代码可以看出，for语句中的80、100控制了频率，delay控制了时长，类似与音乐中的节拍。
实验视频如下：
三、无线蜂鸣器演奏音乐
从上面的实验看，如果我们能够控制好频率和节拍，那就有可能演奏出动听的音乐。因此，我们首先需要搞清楚各音调的频率，具体见下表：
低音：
|
音调 音符 |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
7# |
|
A |
221 |
248 |
278 |
294 |
330 |
371 |
416 |
|
B |
248 |
278 |
294 |
330 |
371 |
416 |
467 |
|
C |
131 |
147 |
165 |
175 |
196 |
221 |
248 |
|
D |
147 |
165 |
175 |
196 |
221 |
248 |
278 |
|
E |
165 |
175 |
196 |
221 |
248 |
278 |
312 |
|
F |
175 |
196 |
221 |
234 |
262 |
294 |
330 |
|
G |
196 |
221 |
234 |
262 |
294 |
330 |
371 |
中音：
|
音调 音符 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
A |
441 |
495 |
556 |
589 |
661 |
742 |
833 |
|
B |
495 |
556 |
624 |
661 |
742 |
833 |
935 |
|
C |
262 |
294 |
330 |
350 |
393 |
441 |
495 |
|
D |
294 |
330 |
350 |
393 |
441 |
495 |
556 |
|
E |
330 |
350 |
393 |
441 |
495 |
556 |
624 |
|
F |
350 |
393 |
441 |
495 |
556 |
624 |
661 |
|
G |
393 |
441 |
495 |
556 |
624 |
661 |
742 |
高音：
|
音调 音符 |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
7# |
|
A |
882 |
990 |
1112 |
1178 |
1322 |
1484 |
1665 |
|
B |
990 |
1112 |
1178 |
1322 |
1484 |
1665 |
1869 |
|
C |
525 |
589 |
661 |
700 |
786 |
882 |
990 |
|
D |
589 |
661 |
700 |
786 |
882 |
990 |
1112 |
|
E |
661 |
700 |
786 |
882 |
990 |
1112 |
1248 |
|
F |
700 |
786 |
882 |
935 |
1049 |
1178 |
1322 |
|
G |
786 |
882 |
990 |
1049 |
1178 |
1322 |
1484 |
我们知道了音调的频率后，下一步就是控制音符的演奏时间。每个音符都会播放一定的时间，这样才能构成一首优美的曲子，而不是生硬的一个调的把所有的音符一股脑的都播放出来。音符节奏分为一拍、半拍、1/4拍、1/8拍，我们规定一拍音符的时间为1；半拍为0.5；1/4拍为0.25；1/8拍为0.125……，所以我们可以为每个音符赋予这样的拍子播放出来，音乐就成了。
这里我们具体以《欢乐颂》为例：
从简谱看，该音乐是D调的，这里的各音符对应的频率对应的是上表中D调的部分。另外，该音乐为四分之四拍，每个对应为1拍。几个特殊音符说明如下：
第一，普通音符。如第一个音符3，对应频率350，占1拍。
第二，带下划线音符，表示0.5拍。
第三，有的音符后带一个点，表示多加0.5拍，即1+0.5
第四，有的音符后带一个—，表示多加1拍，即1+1
第五，有的两个连续的音符上面带弧线，表示连音，可以稍微改下连音后面那个音的频率，比如减少或增加一些数值（需自己调试），这样表现会更流畅，其实不做处理，影响也不大。
下面，看具体代码：
#define NTD0 -1 #define NTD1 294 #define NTD2 330 #define NTD3 350 #define NTD4 393 #define NTD5 441 #define NTD6 495 #define NTD7 556 #define NTDL1 147 #define NTDL2 165 #define NTDL3 175 #define NTDL4 196 #define NTDL5 221 #define NTDL6 248 #define NTDL7 278 #define NTDH1 589 #define NTDH2 661 #define NTDH3 700 #define NTDH4 786 #define NTDH5 882 #define NTDH6 990 #define NTDH7 112 //列出全部D调的频率
#define WHOLE 1 #define HALF 0.5 #define QUARTER 0.25 #define EIGHTH 0.25 #define SIXTEENTH 0.625 //列出所有节拍 int tune[]= //根据简谱列出各频率 { NTD3,NTD3,NTD4,NTD5, NTD5,NTD4,NTD3,NTD2, NTD1,NTD1,NTD2,NTD3, NTD3,NTD2,NTD2, NTD3,NTD3,NTD4,NTD5, NTD5,NTD4,NTD3,NTD2, NTD1,NTD1,NTD2,NTD3, NTD2,NTD1,NTD1, NTD2,NTD2,NTD3,NTD1, NTD2,NTD3,NTD4,NTD3,NTD1, NTD2,NTD3,NTD4,NTD3,NTD2, NTD1,NTD2,NTDL5,NTD0, NTD3,NTD3,NTD4,NTD5, NTD5,NTD4,NTD3,NTD4,NTD2, NTD1,NTD1,NTD2,NTD3, NTD2,NTD1,NTD1 }; float durt[]= //根据简谱列出各节拍 { 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1+0.5,0.5,1+1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1+0.5,0.5,1+1, 1,1,1,1, 1,0.5,0.5,1,1, 1,0.5,0.5,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,0.5,0.5, 1,1,1,1, 1+0.5,0.5,1+1, }; int length; int tonepin=6; //得用6号接口 void setup() { pinMode(tonepin,OUTPUT); length=sizeof(tune)/sizeof(tune[0]); //计算长度 } void loop() { for(int x=0;x<length;x++) { tone(tonepin,tune[x]); delay(500*durt[x]); //这里用来根据节拍调节延时，500这个指数可以自己调整，在该音乐中，我发现用500比较合适。 noTone(tonepin); } delay(2000); }
实验视频如下：
四、LED灯伴随音乐闪烁
结何入门笔记（3）（http://wikicode.net/?p=163或者http://www.cnblogs.com/xiaowuyi/p/3337739.html），做一个LED灯伴随音乐进行闪烁。实验布线图和原理图如下：
实验代码为：
#define NTD0 -1 #define NTD1 294 #define NTD2 330 #define NTD3 350 #define NTD4 393 #define NTD5 441 #define NTD6 495 #define NTD7 556 #define NTDL1 147 #define NTDL2 165 #define NTDL3 175 #define NTDL4 196 #define NTDL5 221 #define NTDL6 248 #define NTDL7 278 #define NTDH1 589 #define NTDH2 661 #define NTDH3 700 #define NTDH4 786 #define NTDH5 882 #define NTDH6 990 #define NTDH7 112 //c pinlv #define WHOLE 1 #define HALF 0.5 #define QUARTER 0.25 #define EIGHTH 0.25 #define SIXTEENTH 0.625 int tune[]= { NTD3,NTD3,NTD4,NTD5, NTD5,NTD4,NTD3,NTD2, NTD1,NTD1,NTD2,NTD3, NTD3,NTD2,NTD2, NTD3,NTD3,NTD4,NTD5, NTD5,NTD4,NTD3,NTD2, NTD1,NTD1,NTD2,NTD3, NTD2,NTD1,NTD1, NTD2,NTD2,NTD3,NTD1, NTD2,NTD3,NTD4,NTD3,NTD1, NTD2,NTD3,NTD4,NTD3,NTD2, NTD1,NTD2,NTDL5,NTD0, NTD3,NTD3,NTD4,NTD5, NTD5,NTD4,NTD3,NTD4,NTD2, NTD1,NTD1,NTD2,NTD3, NTD2,NTD1,NTD1 }; float durt[]= { 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1+0.5,0.5,1+1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1+0.5,0.5,1+1, 1,1,1,1, 1,0.5,0.5,1,1, 1,0.5,0.5,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,0.5,0.5, 1,1,1,1, 1+0.5,0.5,1+1, }; int length; int tonepin=6; int ledp=1; void setup() { pinMode(tonepin,OUTPUT); pinMode(ledp,OUTPUT); length=sizeof(tune)/sizeof(tune[0]); } void loop() { for(int x=0;x<length;x++) { tone(tonepin,tune[x]); digitalWrite(ledp, HIGH); delay(400*durt[x]);//与前一代码不同之处，这里将原来的500分为了400和100，分别控制led的开与关，对于蜂鸣器来说依然是500. digitalWrite(ledp, LOW); delay(100*durt[x]); noTone(tonepin); } delay(2000); }
实验视频为：
从视频来看，LED的闪烁还有点不合节奏，可以调整下程序中400和100的分配，使其看上去更合拍。
