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[进阶]把乐谱播出来，自制简谱播放库

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2016-1-27 09:57:59 [显示全部楼层]
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[进阶] 把乐谱播出来，自制简谱播放库

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关注我们微信的童鞋可能还记得，昨天我发了一章关于UNO+喇叭就可以播放歌曲的文章。
文章到最后也没有完成整个天空之城歌曲。因为实在是太麻烦了。。
于是今天就苦思冥想，想借此机会整理出一个简谱的播放程序。借此来播放所有简谱写成的歌曲。既能提高复用性，也很有趣


那么既然要写库，我们来一步步分析我们要完成的工作吧：
1、如何把简谱用程序里的数据表示出来。
2、表示出来的数据如何解析。
3、解析出来的数据如何播放。

来看看我分解出来的三个问题，可以看到第三个问题非常简单，之前的文章已经解决了这个问题。一个普通的UNO+一个小喇叭+Arduino的tone函数就可以搞定。

一、那么先来解决第一个问题：
如何把简谱用程序里的数据表示出来。
这里设计到我们如何来设计这个存储数据的结构的问题。一开始我是想兼容现有的乐谱的格式的。现有的乐谱格式倒是有一些，但是却没找到相关的资料，所以也没办法兼容了。
所以我只能做一个没办法的办法，自己设计这个数据。
Arduino使用的是C++语言，数据处理相比较起高级语言是比较麻烦的，而且芯片本身速度也比较慢，所以我选择的是最简单的方案，用字符串来存储。
那么问题来了，我们有哪些数据需要保存？先来看看简谱。

把乐谱播出来，自制简谱播放库图4
看了谱子眼花缭乱。。。简单介绍下：

数字代表音调 1234567分别代表do re mi fa sol la xi
数字下面的点代表下降一个8度
数字上面的点代表上升一个8度
和数字同样的横线 “-”代表延长
数字下方有横线，代表8分音符。2个横线代表16分音符。
数字前面的#代表这个音调要升半调。

可以看见乐谱上的信息很多，那么我们要一一记录这些信息，最终我设计的数据是这样的。
把乐谱播出来，自制简谱播放库图3

举个例子：
n61f4,n71f4,n10f34,n71f4,n10f3,n30f3代表以下音符。
把乐谱播出来，自制简谱播放库图2
n代表没有#号，如果有#，则用s代替。
6代表la
1f代表6下面有1个点，若上面有一个点则用1s代替
4代表这个音符是8分音符
1代表全音符
2代表2分音符
3代表4分音符
4代表8分音符
5代表16分音符
6代表32分音符
可以看见第三个音符后面有个点，这个叫延长符号，及要延长他本身一半的时间，他是一个4分音符，点就代表要延长8分音符的时间。所以f后面有2个数字34，这样即可延长时间。
这样就基本把简谱表示出来了。

二、我们再来解决第二个问题
解析我们表示的数据。
C++解析字符串比较麻烦，所以设计的时候每个音符都用‘，’隔开，这样就方便解析。
解析函数如下。

  1. void MELODY::playMelody(char *Melody,int playSpeed){

  2.         const char *d = " ,";

  3.         char *p;

  4.         char cgy[10];

  5.         int noteDuration=0;

  6.         int i,j;

  7.         uint8_t thisNote1=0,thisNote2=0;

  8.         p = strtok(Melody,d);

  9.         sprintf(cgy, "%s", p);

  10.         while(p)

  11.         {

  12.                 char note[]="0000000000";

  13.                 noteDuration=0;

  14.                 for (i=0;*(p+i)!='\0';i++){

  15.                         note=*(p+i);

  16.                 }

  17.                 for (int j=4;j<i;j++){

  18.                         int time;

  19.                         switch(note[j]){

  20.                                 case '1':time=1;

  21.                                 break;

  22.                                 case '2':time=2;

  23.                                 break;

  24.                                 case '3':time=4;

  25.                                 break;

  26.                                 case '4':time=8;

  27.                                 break;

  28.                                 case '5':time=16;

  29.                                 break;

  30.                                 case '6':time=32;

  31.                                 break;

  32.                                

  33.                                 case '7':time=6;

  34.                                 break;

  35.                         }

  36.                         noteDuration += playSpeed/(time);               

  37.                 }

  38.                 if (this->debug)

  39.                         this->serial->println(noteDuration);

  40.                 if (note[0]=='n'){

  41.                         switch (note[1]){

  42.                                 case '1':thisNote1=0;

  43.                                 break;

  44.                                 case '2':thisNote1=2;

  45.                                 break;

  46.                                 case '3':thisNote1=4;

  47.                                 break;

  48.                                 case '4':thisNote1=5;

  49.                                 break;

  50.                                 case '5':thisNote1=7;

  51.                                 break;

  52.                                 case '6':thisNote1=9;

  53.                                 break;

  54.                                 case '7':thisNote1=11;

  55.                                 break;

  56.                         }

  57.                 }

  58.                 else if (note[0]=='s'){

  59.                         switch (note[1]){

  60.                                 case '1':thisNote1=1;

  61.                                 break;

  62.                                 case '2':thisNote1=3;

  63.                                 break;

  64.                                 case '4':thisNote1=6;

  65.                                 break;

  66.                                 case '5':thisNote1=8;

  67.                                 break;

  68.                                 case '6':thisNote1=10;

  69.                                 break;

  70.                         }

  71.                 }

  72.                

  73.                 if (note[3]=='f'){

  74.                         switch (note[2]){

  75.                                 case '0':thisNote2=4;

  76.                                 break;

  77.                                 case '1':thisNote2=3;

  78.                                 break;

  79.                                 case '2':thisNote2=2;

  80.                                 break;

  81.                                 case '3':thisNote2=1;

  82.                                 break;

  83.                                 case '4':thisNote2=0;

  84.                                 break;

  85.                         }

  86.                 }

  87.                 else if (note[3]=='s'){

  88.                         switch (note[2]){

  89.                                 case '1':thisNote2=5;

  90.                                 break;

  91.                                 case '2':thisNote2=6;

  92.                                 break;

  93.                                 case '3':thisNote2=7;

  94.                                 break;

  95.                                 case '4':thisNote2=8;

  96.                                 break;

  97.                         }

  98.                 }

  99.                 if (note[1]=='0'){

  100.                         thisNote2=0;

  101.                         thisNote1=0;

  102.                 }

  103.                 tone(this->pin, notefr[thisNote2][thisNote1],noteDuration);

  104.                        

  105.                 int pauseBetweenNotes = noteDuration*1.1;

  106.                 delay(pauseBetweenNotes);

  107.                

  108.                 noTone(this->pin);

  109.                 if (this->debug)

  110.                         this->serial->println(cgy);

  111.                 p=strtok(NULL,d);

  112.                 sprintf(cgy, "%s", p);

  113.         }

  114. }
复制代码


头文件中，我将每个音对应的频率设置成为一个数组，方便解析。
把乐谱播出来，自制简谱播放库图1
至此，左右的工作的都完成了，只需要将简谱输入成我刚才的格式就可以播放音乐啦，当然还是比较麻烦，但比上次的效率高了很多，上次2个小时大概输入了1半，这次半个小时就输入了整首歌。

现在附上程序的地址，想要库的可以去下载哦：
https://github.com/rainbowyu/LD_ArduinoLib/tree/V1.02



hcbjn

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精彩评论(8)

大连林海  初级技神

发表于 2016-1-27 10:48:01

效率高了
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dsweiliang  初级技神

发表于 2016-1-27 10:54:18

不明觉厉
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何处不江南  初级技匠
 楼主|

发表于 2016-1-27 11:06:23

大连林海 发表于 2016-1-27 10:48
效率高了

一直高产  哈哈
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大连林海  初级技神

发表于 2016-1-27 14:20:27

何处不江南 发表于 2016-1-27 11:06
一直高产  哈哈

不明觉厉
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孙毅  初级技匠

发表于 2016-1-27 23:59:33

请教一个问题，能否给一个 音调和 频率的对照表啊？
比如  1 2 3 4 5 6 7， 低 1 2 3 4 5 6 7 ，高音 1 2 3 4 5 6 7 分别对应的频率是什么
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何处不江南  初级技匠
 楼主|

发表于 2016-1-28 10:21:25

孙毅 发表于 2016-1-27 23:59
请教一个问题，能否给一个 音调和 频率的对照表啊？
比如  1 2 3 4 5 6 7， 低 1 2 3 4 5 6 7 ，高音 1 2 3 ...

库里面已经给出 你可以下载自行查看
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吹口琴的钢铁侠  初级技匠

发表于 2016-1-28 19:54:45

还需要一个直接从简谱输出对应音符和持续时间的程序啊（逃
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何处不江南  初级技匠
 楼主|

发表于 2016-1-29 11:57:36

吹口琴的钢铁侠 发表于 2016-1-28 19:54
还需要一个直接从简谱输出对应音符和持续时间的程序啊（逃

简谱一般都是图。。  那就复杂了。。
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