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[进阶] 播放乐谱？UNO+一个喇叭足够了

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最近玩了一些MP3模块，对Arduino播放音乐非常感兴趣。正好看见Arduino官方有专门为播放音乐做的函数tone，就研究了一下。

首先讲下简单的乐理知识，知道音乐是怎么演奏出来的自然就可以通过代码来进行编排了。

1.音符的意义。

一首乐曲有若干音符组成，每个音符由音调和演奏时间组成。

不同的音调在物理上就对应不同频率的音波。所以我们只要控制输出的频率和时长就能输出一首音乐了。当然实际的音乐很复杂，又有连接，还有重音什么的。这个就先不在讨论范围内了。

若我们控制 Arduino 输出对应频率的PWM到喇叭，喇叭就会发出相应频率下的声音。

Arduino官方网站给出了不同音符对应的不同频率的头文件，非常方便我们编程。

2.音符的演奏时间

每个音符都会播放一定的时间，这样就能构成一首歌曲。

在音乐上，音符节奏分为1拍、1/2拍、1/4拍、1/8拍，假设一拍音符的时间为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。

注意，这个时间1在不同速度的乐曲里是不一样的，没有一定规则。

3.如何使用tone函数。

ArduinoTone函数的官方介绍地址：

http://arduino.cc/en/Tutorial/Tone

使用函数为Tone()：

http://arduino.cc/en/Reference/Tone

4、硬件制作方法。

需要的东西很简单。

所需硬件：Arduino板子一块，小型扬声器一个，导线两根。如果扬声器声音太大，也可适当配置220欧姆电阻一个与扬声器串联。

我先贴一张官方给出的图。
播放乐谱？UNO+一个喇叭足够了图2

下面是原理图：

接好线之后，将以下代码粘贴到Arduino IDE中。代码如下：

官方给出的代码。

[mw_shl_code=applescript,true]/*
  Melody

Plays a melody

circuit:
* 8-ohm speaker on digital pin 8

created 21 Jan 2010
modified 30 Aug 2011
by Tom Igoe

This example code is in the public domain.

http://arduino.cc/en/Tutorial/Tone

*/
#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 < 8; 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.
}

该程序中使用了这两个函数：
tone(pin, frequency)

tone(pin, frequency, duration)

函数的参数说明：
pin: 你要接扬声器的接口，任意口均可，int 型
frequency:音乐频率，int 型
duration: 音符持续的时间，是毫秒值，unsigned long

代码中调用了头文件“pitches.h”。这个头文件正式上面提到的不同音符对应的不同频率的头文件。官方同样给出了该头文件。该pitches.h文件内容如下：

[mw_shl_code=applescript,true]/*************************************************
* 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[/mw_shl_code]
[/mw_shl_code]
可以看到，里面是定义的大量的宏，即用宏名代替了频率名，这些宏每个都代表了钢琴的一个琴键，找到钢琴琴键所对应的音高，就能把谱子编程我们的程序了。

对于不懂音乐的我来说当然是看简谱比较方便，于是就把这些宏对应成了简谱，并注释了下。。。。。好麻烦的说。

[mw_shl_code=applescript,true]#define NOTE_B0  31             //....7
#define NOTE_C1  33             //...1
#define NOTE_CS1 35
#define NOTE_D1  37             //...2
#define NOTE_DS1 39
#define NOTE_E1  41             //...3
#define NOTE_F1  44             //...4
#define NOTE_FS1 46
#define NOTE_G1  49             //...5
#define NOTE_GS1 52
#define NOTE_A1  55             //...6
#define NOTE_AS1 58
#define NOTE_B1  62             //...7
#define NOTE_C2  65             //..1
#define NOTE_CS2 69
#define NOTE_D2  73             //..2
#define NOTE_DS2 78
#define NOTE_E2  82             //..3
#define NOTE_F2  87             //..4
#define NOTE_FS2 93
#define NOTE_G2  98             //..5
#define NOTE_GS2 104
#define NOTE_A2  110             //..6
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_B2  123             //..7
#define NOTE_C3  131             //.1
#define NOTE_CS3 139
#define NOTE_D3  147             //.2
#define NOTE_DS3 156
#define NOTE_E3  165             //.3
#define NOTE_F3  175             //.4
#define NOTE_FS3 185
#define NOTE_G3  196             //.5
#define NOTE_GS3 208
#define NOTE_A3  220             //.6
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_B3  247             //.7
#define NOTE_C4  262             //1
#define NOTE_CS4 277
#define NOTE_D4  294             //2
#define NOTE_DS4 311
#define NOTE_E4  330             //3
#define NOTE_F4  349             //4
#define NOTE_FS4 370
#define NOTE_G4  392             //5
#define NOTE_GS4 415
#define NOTE_A4  440             //6
#define NOTE_AS4 466
#define NOTE_B4  494             //7
#define NOTE_C5  523             //1.
#define NOTE_CS5 554
#define NOTE_D5  587             //2.
#define NOTE_DS5 622
#define NOTE_E5  659             //3.
#define NOTE_F5  698             //4.
#define NOTE_FS5 740
#define NOTE_G5  784             //5.
#define NOTE_GS5 831
#define NOTE_A5  880             //6.
#define NOTE_AS5 932
#define NOTE_B5  988             //7.
#define NOTE_C6  1047             //1..
#define NOTE_CS6 1109
#define NOTE_D6  1175             //2..
#define NOTE_DS6 1245
#define NOTE_E6  1319             //3..
#define NOTE_F6  1397             //4..
#define NOTE_FS6 1480
#define NOTE_G6  1568             //5..
#define NOTE_GS6 1661
#define NOTE_A6  1760             //6..
#define NOTE_AS6 1865
#define NOTE_B6  1976             //7..
#define NOTE_C7  2093             //1...
#define NOTE_CS7 2217
#define NOTE_D7  2349             //2...
#define NOTE_DS7 2489
#define NOTE_E7  2637             //3...
#define NOTE_F7  2794             //4...
#define NOTE_FS7 2960
#define NOTE_G7  3136             //5...
#define NOTE_GS7 3322
#define NOTE_A7  3520             //6...
#define NOTE_AS7 3729
#define NOTE_B7  3951             //7...
#define NOTE_C8  4186             //1....
#define NOTE_CS8 4435
#define NOTE_D8  4699             //2....
#define NOTE_DS8 4978[/mw_shl_code]

还好有双屏电脑。。要不然感觉窗口不够用。。看着短短一首歌这么几个数字，然而写出来却十分的坑爹。。

我比较喜欢纯音乐，就做一首天空之城

首先找到天空之城的简谱：

再对照上表，制作其旋律函数为：

ARDUINO 代码复制打印

[mw_shl_code=applescript,true]int sky[]={
NOTE_A3,//.6
NOTE_B3,//.7

NOTE_C4,//1
NOTE_C4,//1
NOTE_B3,//.7
NOTE_C4,//1
NOTE_E4,//3

NOTE_B3,//.7
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_E3,//.3
  NOTE_A3,//.6
  NOTE_A3,//.6
  NOTE_G3,//.5
  NOTE_A3,//.6
  NOTE_C4,//1
  NOTE_G3,//.5
  NOTE_G3,//.5
  NOTE_G3,//.5
  NOTE_E3,//.3
  NOTE_F3,//.4
  NOTE_F3,//.4
  NOTE_E3,//.3
  NOTE_F3,//.4
  NOTE_C4,//1
  NOTE_C4,//1
  NOTE_E3,//.3
  NOTE_E3,//.3
  NOTE_E3,//.3
  NOTE_C4,//1
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_FS3,//.4#
  NOTE_FS3,//.4#
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_B3,//.7
  0,
  NOTE_A3,//.6
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_C4,//1
  NOTE_C4,//1
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_C4,//1
  NOTE_E4,//3
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_E3,//.3
  NOTE_E3,//.3
  NOTE_A3,//.6
  NOTE_C4,//1
  NOTE_G3,//.5
  NOTE_A3,//.6
  NOTE_C4,//1
  NOTE_G3,//.5
  NOTE_G3,//.5
  NOTE_G3,//.5
  NOTE_E3,//.3
  NOTE_F3,//.4
  NOTE_C4,//1
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_C4,//1
  NOTE_D4,//2
  NOTE_E4,//3
  NOTE_C4,//1
  NOTE_C4,//1
  0,
  NOTE_C4,//1
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_A3,//.6
  NOTE_B3,//.7
  NOTE_GS3,//.5#
  NOTE_A3,//.6
  NOTE_A3,//.6
  0,
  NOTE_C4,//1
  NOTE_D4,//2
};[/mw_shl_code]

持续时间函数为：

[mw_shl_code=applescript,true]int skydura[79] = {
8,8,
4,8,8,4,4,
  4,4,4,4,
  4,8,8,4,4,
  4,4,4,4,
  4,8,8,8,8,4,
  4,4,4,4,
  4,8,8,4,4,
  4,4,4,8,8,
  4,8,8,4,4,
  4,4,4,8,8,
  4,8,8,4,4,
  4,4,4,4,
  4,8,8,4,4,
  4,8,4,4,8,
  8,8,4,4,4,
  4,4,4,8,8,
};
[/mw_shl_code]
可以直接把上面的两个函数覆盖官方的例子，写入Arduino就行了

pitches.h 文件不用修改，直接使用。

比较偷懒，只做了一半。。。但就是如此也做了2个多小时。。太烦了。。

到这里就结束了。希望大家继续关注我们的微信。

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