聽Arduino在唱歌~手工電子DIY教程

製作時間: 2小時 製作難度: ★★★☆☆ GEEK指數: ★★★★☆Arduino，是一塊基於開放原始碼的USB介面Simple I/O介面板，或者可以詮釋為一種開源硬體和開源軟體相結合的創新，它能實現的功能相當豐富。在此之前的文章中，已經有不少利用Arduino實現的DIY作品，為使童鞋們能循序漸進的加深瞭解，我將介紹一些Arduino的基本應用。

首先要介紹的是如何利用Arduino板發出簡單的聲音，即如何把Arduino板做成一個迷你的音訊發生器。

 

1   工具和材料○ 1個8歐姆的小揚聲器；

○ 1塊Arduino實驗板；

○ 1個按鈕；

○ 1個阻值10k的電阻

○ 以及導線若干。

 

這裡我用一塊Adafruit ProtoShield原型擴充套件板來搭建測試電路

 

2   如何產生音樂● 在開始動手製作之前，我們最好先提前執行一下音樂程式，這樣對搭建出的Arduino電路應該發出什麼音樂就能做到心中有數。你可以從Arduino整合開發環境中獲得相應的音樂程式。

● 為方便起見我在這裡直接給出了一段音樂程式程式碼（都是基礎的C語言，別有壓力！）。

 

#include "pitches.h"

// notes in the melody:

int melody[] = {

NOTE_C4, NOTE_G3,NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3,0, NOTE_B3, NOTE_C4};

// note durations: 4 = quarter note, 8 = eighth note, etc.:

int noteDurations[] = {

4, 8, 8, 4,4,4,4,4 };

void setup() {

// iterate over the notes of the melody:

for (int thisNote = 0; thisNote

// to calculate the note duration, take one second

// divided by the note type.

//e.g. quarter note = 1000 / 4, eighth note = 1000/8, etc.

int noteDuration = 1000/noteDurations[thisNote];

tone(8, melody[thisNote],noteDuration);

// to distinguish the notes, set a minimum time between them.

// the note's duration + 30% seems to work well:

int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;

delay(pauseBetweenNotes);

// stop the tone playing:

noTone(8);

}

}

void loop() {

// no need to repeat the melody.

}

}

 

● 另外還需要一個檔案來定義基本音調，這個檔案也能在整合開發環境中找到，在此我也給出了這段程式碼，你只需將其儲存為.h格式，並放到程式目錄下即可：

 

/***************** Public Constants ********************/

#define NOTE_B0 31

#define NOTE_C1 33

#define NOTE_CS1 35

#define NOTE_D1 37

#define NOTE_DS1 39

#define NOTE_E1 41

#define NOTE_F1 44

#define NOTE_FS1 46

#define NOTE_G1 49

#define NOTE_GS1 52

#define NOTE_A1 55

#define NOTE_AS1 58

#define NOTE_B1 62

#define NOTE_C2 65

#define NOTE_CS2 69

#define NOTE_D2 73

#define NOTE_DS2 78

#define NOTE_E2 82

#define NOTE_F2 87

#define NOTE_FS2 93

#define NOTE_G2 98

#define NOTE_GS2 104

#define NOTE_A2 110

#define NOTE_AS2 117

#define NOTE_B2 123

#define NOTE_C3 131

#define NOTE_CS3 139

#define NOTE_D3 147

#define NOTE_DS3 156

#define NOTE_E3 165

#define NOTE_F3 175

#define NOTE_FS3 185

#define NOTE_G3 196

#define NOTE_GS3 208

#define NOTE_A3 220

#define NOTE_AS3 233

#define NOTE_B3 247

#define NOTE_C4 262

#define NOTE_CS4 277

#define NOTE_D4 294

#define NOTE_DS4 311

#define NOTE_E4 330

#define NOTE_F4 349

#define NOTE_FS4 370

#define NOTE_G4 392

#define NOTE_GS4 415

#define NOTE_A4 440

#define NOTE_AS4 466

#define NOTE_B4 494

#define NOTE_C5 523

#define NOTE_CS5 554

#define NOTE_D5 587

#define NOTE_DS5 622

#define NOTE_E5 659

#define NOTE_F5 698

#define NOTE_FS5 740

#define NOTE_G5 784

#define NOTE_GS5 831

#define NOTE_A5 880

#define NOTE_AS5 932

#define NOTE_B5 988

#define NOTE_C6 1047

#define NOTE_CS6 1109

#define NOTE_D6 1175

#define NOTE_DS6 1245

#define NOTE_E6 1319

#define NOTE_F6 1397

#define NOTE_FS6 1480

#define NOTE_G6 1568

#define NOTE_GS6 1661

#define NOTE_A6 1760

#define NOTE_AS6 1865

#define NOTE_B6 1976

#define NOTE_C7 2093

#define NOTE_CS7 2217

#define NOTE_D7 2349

#define NOTE_DS7 2489

#define NOTE_E7 2637

#define NOTE_F7 2794

#define NOTE_FS7 2960

#define NOTE_G7 3136

#define NOTE_GS7 3322

#define NOTE_A7 3520

#define NOTE_AS7 3729

#define NOTE_B7 3951

#define NOTE_C8 4186

#define NOTE_CS8 4435

#define NOTE_D8 4699

#define NOTE_DS8 4978

 

● 按照上圖所示連線揚聲器並燒入程式，電源正極連線8腳，負極連線接地腳，不出意外的話，這樣就能聽到一小段曲子了。

● 如果想嘗試換成其他音樂，還可以從 這裡 下載相應程式碼。

 

3   Tone函式● Arduino板上產生的音樂由tone()函式控制，改動該函式即可改變音樂旋律，程式碼有兩種形式分別為：tone(pin, frequency, duration)或tone(pin, frequency)

● 第一個函式中，pin代表連線揚聲器的管腳，frequency代表發聲頻率，duration代表持續的時間，單位是毫秒。

● 如果用第二個函式，則還需另外的noTone()函式來控制音樂的停止noTone(pin)。

● 在上一步音樂程式中，還需包括一個pitches.h檔案。該檔案的作用是根據聲音訊率改變自動得出相應變數，這樣我們就無需自己計算基本音調，有了這個功能，我們這些菜鳥級的作曲家也有機會推出自己的作品了。

 

4   製作簡易鍵盤 

● 接下來我們要製作一個簡易的單鍵鍵盤，這一步工作主要是把電路各個部分組合起來，並使其在按鍵控制下正常發聲。

● 下面兩張圖片分別是實際接線圖和接線示意圖。

實際接線圖

 

接線示意圖

 

● 下面是單個音調的程式程式碼，將其新增到tone函式中，另外千萬不要忘記pitches.h檔案哦（除非哪位蛋疼哥想親自動手把赫茲換算成音調）：

#include "pitches.h"

const int buttonPin = 2; // the number of the pushbutton pin

int note1 = NOTE_C4; // define note sound

// variables will change:

int buttonState = 0; // variable for reading the pushbutton status

 

void setup() {

// initialize the pushbutton pin as an input:

pinMode(buttonPin, INPUT);

}

void loop(){

// read the state of the pushbutton value:

buttonState = digitalRead(buttonPin);

// check if the pushbutton is pressed.

// if it is, the buttonState is HIGH:

if (buttonState == HIGH) {

// sound tone

tone(8, note1);

}

else {

//turn off sound

noTone(8);

}

}

 

● 連線好電路並載入上面這段程式碼，按下按鍵後聽到的聲音應該是C調。下面我們再來看段視訊以進一步加深理解：

 

 

5   震撼出籠!● 作品揭曉的時刻到啦！看愛出鏡的作者自HIGH的摸樣是不是很有感染力？！

 

● 如果你覺得音調不夠豐富，想新增更多音調，那麼只需繼續增加按鍵和相應程式碼。

 

● 讓我們來期待更多的arduino基本應用吧！