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:

youwuyuan

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:

    buxian       yuanli

 

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:

225316812

        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:

buxian2 yuanli2

 

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。

posted @ 2013-09-28 00:00  小五义  阅读(67715)  评论(0编辑  收藏