（arduino）详解蜂鸣器演奏音乐并配有LED闪烁实验

mybag1

一、本次实验所需器材

1、Arduino板

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：

1. 
   
2. 
   
3. int  tonepin=6;//设置控制蜂鸣器的数字6脚
   
4.     void setup()
   
5.     {
   
6.       pinMode(tonepin,OUTPUT);//设置数字IO脚模式，OUTPUT为输出
   
7.     }
   
8.     void loop()
   
9.     {
   
10.       unsigned char i,j;
    
11.       while(1)
    
12.       {
    
13.         for(i=0;i<80;i++)//输出一个频率的声音
    
14.         {
    
15.           digitalWrite(tonepin,HIGH);//发声音
    
16.           delay(1);//延时1ms
    
17.           digitalWrite(tonepin,LOW);//不发声音
    
18.           delay(1);//延时ms
    
19.         }
    
20.         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
    
21.         {
    
22.           digitalWrite(tonepin,HIGH);
    
23.           delay(2);
    
24.           digitalWrite(tonepin,LOW);
    
25.           delay(2);
    
26.         }
    
27.       }
    
28.     }
    
29. 
    

复制代码

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：

1. 
   
2. 
   
3. #define NTD0 -1
   
4. #define NTD1 294
   
5. #define NTD2 330
   
6. #define NTD3 350
   
7. #define NTD4 393
   
8. #define NTD5 441
   
9. #define NTD6 495
   
10. #define NTD7 556
    
11. 
    
12. #define NTDL1 147
    
13. #define NTDL2 165
    
14. #define NTDL3 175
    
15. #define NTDL4 196
    
16. #define NTDL5 221
    
17. #define NTDL6 248
    
18. #define NTDL7 278
    
19. 
    
20. #define NTDH1 589
    
21. #define NTDH2 661
    
22. #define NTDH3 700
    
23. #define NTDH4 786
    
24. #define NTDH5 882
    
25. #define NTDH6 990
    
26. #define NTDH7 112
    
27. //列出全部D调的频率
    
28. 
    
29. #define WHOLE 1
    
30. #define HALF 0.5
    
31. #define QUARTER 0.25
    
32. #define EIGHTH 0.25
    
33. #define SIXTEENTH 0.625
    
34. //列出所有节拍
    
35. int tune[]=                 //根据简谱列出各频率
    
36. {
    
37.   NTD3,NTD3,NTD4,NTD5,
    
38.   NTD5,NTD4,NTD3,NTD2,
    
39.   NTD1,NTD1,NTD2,NTD3,
    
40.   NTD3,NTD2,NTD2,
    
41.   NTD3,NTD3,NTD4,NTD5,
    
42.   NTD5,NTD4,NTD3,NTD2,
    
43.   NTD1,NTD1,NTD2,NTD3,
    
44.   NTD2,NTD1,NTD1,
    
45.   NTD2,NTD2,NTD3,NTD1,
    
46.   NTD2,NTD3,NTD4,NTD3,NTD1,
    
47.   NTD2,NTD3,NTD4,NTD3,NTD2,
    
48.   NTD1,NTD2,NTDL5,NTD0,
    
49.   NTD3,NTD3,NTD4,NTD5,
    
50.   NTD5,NTD4,NTD3,NTD4,NTD2,
    
51.   NTD1,NTD1,NTD2,NTD3,
    
52.   NTD2,NTD1,NTD1
    
53. };
    
54. float durt[]=                   //根据简谱列出各节拍
    
55. {
    
56.   1,1,1,1,
    
57.   1,1,1,1,
    
58.   1,1,1,1,
    
59.   1+0.5,0.5,1+1,
    
60.   1,1,1,1,
    
61.   1,1,1,1,
    
62.   1,1,1,1,
    
63.   1+0.5,0.5,1+1,
    
64.   1,1,1,1,
    
65.   1,0.5,0.5,1,1,
    
66.   1,0.5,0.5,1,1,
    
67.   1,1,1,1,
    
68.   1,1,1,1,
    
69.   1,1,1,0.5,0.5,
    
70.   1,1,1,1,
    
71.   1+0.5,0.5,1+1,
    
72. };
    
73. int length;
    
74. int tonepin=6;   //得用6号接口
    
75. void setup()
    
76. {
    
77.   pinMode(tonepin,OUTPUT);
    
78.   length=sizeof(tune)/sizeof(tune[0]);   //计算长度
    
79. }
    
80. void loop()
    
81. {
    
82.   for(int x=0;x<length;x++)
    
83.   {
    
84.     tone(tonepin,tune[x]);
    
85.     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。
    
86.     noTone(tonepin);
    
87.   }
    
88.   delay(2000);
    
89. }
    
90. 
    

复制代码

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：

1. 
   
2. 
   
3. #define NTD0 -1
   
4. #define NTD1 294
   
5. #define NTD2 330
   
6. #define NTD3 350
   
7. #define NTD4 393
   
8. #define NTD5 441
   
9. #define NTD6 495
   
10. #define NTD7 556
    
11. 
    
12. #define NTDL1 147
    
13. #define NTDL2 165
    
14. #define NTDL3 175
    
15. #define NTDL4 196
    
16. #define NTDL5 221
    
17. #define NTDL6 248
    
18. #define NTDL7 278
    
19. 
    
20. #define NTDH1 589
    
21. #define NTDH2 661
    
22. #define NTDH3 700
    
23. #define NTDH4 786
    
24. #define NTDH5 882
    
25. #define NTDH6 990
    
26. #define NTDH7 112
    
27. //c pinlv
    
28. #define WHOLE 1
    
29. #define HALF 0.5
    
30. #define QUARTER 0.25
    
31. #define EIGHTH 0.25
    
32. #define SIXTEENTH 0.625
    
33. 
    
34. int tune[]=
    
35. {
    
36.   NTD3,NTD3,NTD4,NTD5,
    
37.   NTD5,NTD4,NTD3,NTD2,
    
38.   NTD1,NTD1,NTD2,NTD3,
    
39.   NTD3,NTD2,NTD2,
    
40.   NTD3,NTD3,NTD4,NTD5,
    
41.   NTD5,NTD4,NTD3,NTD2,
    
42.   NTD1,NTD1,NTD2,NTD3,
    
43.   NTD2,NTD1,NTD1,
    
44.   NTD2,NTD2,NTD3,NTD1,
    
45.   NTD2,NTD3,NTD4,NTD3,NTD1,
    
46.   NTD2,NTD3,NTD4,NTD3,NTD2,
    
47.   NTD1,NTD2,NTDL5,NTD0,
    
48.   NTD3,NTD3,NTD4,NTD5,
    
49.   NTD5,NTD4,NTD3,NTD4,NTD2,
    
50.   NTD1,NTD1,NTD2,NTD3,
    
51.   NTD2,NTD1,NTD1
    
52. };
    
53. float durt[]=
    
54. {
    
55.   1,1,1,1,
    
56.   1,1,1,1,
    
57.   1,1,1,1,
    
58.   1+0.5,0.5,1+1,
    
59.   1,1,1,1,
    
60.   1,1,1,1,
    
61.   1,1,1,1,
    
62.   1+0.5,0.5,1+1,
    
63.   1,1,1,1,
    
64.   1,0.5,0.5,1,1,
    
65.   1,0.5,0.5,1,1,
    
66.   1,1,1,1,
    
67.   1,1,1,1,
    
68.   1,1,1,0.5,0.5,
    
69.   1,1,1,1,
    
70.   1+0.5,0.5,1+1,
    
71. };
    
72. int length;
    
73. int tonepin=6;
    
74. int ledp=1;
    
75. void setup()
    
76. {
    
77.   pinMode(tonepin,OUTPUT);
    
78.   pinMode(ledp,OUTPUT);
    
79.   length=sizeof(tune)/sizeof(tune[0]);
    
80. }
    
81. void loop()
    
82. {
    
83.   for(int x=0;x<length;x++)
    
84.   {
    
85.     tone(tonepin,tune[x]);
    
86.     digitalWrite(ledp, HIGH);
    
87.     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.
    
88.     digitalWrite(ledp, LOW);
    
89.     delay(100*durt[x]);
    
90.     noTone(tonepin);
    
91.    
    
92.   }
    
93.   delay(2000);
    
94. }
    
95. 
    

复制代码

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。

trueblue

  太爽了,这样就可以自己谱曲了

SaorUicnext

{:soso_e179:}这样改下去是不是可以直接导入MP3用蜂鸣器播放~

海神

SaorUicnext 发表于 2014-1-9 20:51
这样改下去是不是可以直接导入MP3用蜂鸣器播放~

不是，蜂鸣器是不能播放MP3

凝子徔眸

楼主能否帮这个试验发我邮箱[email protected],做毕业课程关于arduino，刚入门，现在找资料留着参考，谢谢楼主了！

llhvip2011

     

mark……

jardon

不错不错，非常适合初学者

jardon

不错不错，非常适合初学者,收藏了

莫名福特奇

NTD0和NTD1是何用处?

董董soul

哇塞，楼主写的不错，我正好在研究音乐的问题，谢谢楼主给解疑了，大大的赞！！