查看: 3913|回复: 4

[项目] 【行空板】用Python玩转开源硬件-第07课：迷你唱吧

[复制链接]

迷你唱吧

好友相聚高歌澎湃，一人独处用歌声宣泄情绪，你是否也喜欢光顾KTV或是用手机放着音乐伴奏，用歌喉表达着自己的心境。其实我们的行空板也可以实现，今天我们就用行空板制作一个可以播放伴奏和录制歌声的“随身KTV”。

任务目标

点选想唱的歌曲，点击演唱自动播放伴奏，录制歌声，录制时间结束后，自动播放录音。

知识点

1.了解USB喇叭的工作原理

2.掌握行空板录放音乐方法

材料清单

硬件清单

软件使用：Mind+编程软件 x1

下载地址：https://mindplus.cc/

动手实践

迷你唱吧的主要功能是通过选择不同的歌曲，录制并播放歌声。接下来，我们就分为以下两个任务来制作吧。

任务一：播放歌曲伴奏
在此任务中，我们将学习行空板音乐播放相关操作，完成播放选定伴奏任务。

任务二：录制并播放歌曲
在任务一的基础上，我们将使用行空板录音指令，并进一步运用播放相关指令完成迷你唱吧的录放歌曲任务。

任务一：播放歌曲伴奏

1.硬件连接

行空板上没有喇叭，要播放歌曲，需要外接USB喇叭。连接时只需要把喇叭的USB线接入行空板侧面USB接口。

注意：有关USB喇叭的相关介绍，参见“知识园地”。

喇叭连接成功后，使用USB线将行空板连接到计算机。

2.软件准备

打开Mind+，按照下面图示完成软件准备工作。

3.编写程序

迷你唱吧中，我们要点选歌曲然后用行空板播放伴奏音乐。具体如何实现呢，接下来我们一起来学习吧。

（1）行空板播放音乐

和行空板显示图片类似，行空板播放音乐也需要先将音频文件放在程序所在文件夹中，然后再使用指令进行播放。

以播放“送别”为例，首先在素材文件夹中找到“送别.wav”文件，并将其拖入“项目中的文件”。

然后，我们就可以使用指令让行空板播放音乐了。播放指令—— 开始后台播放音频文件，在指令区“行空板”分类的“音频录放”部分，使用时填入刚才添加的音乐文件名即可。

（2）点选播放乐曲

点选播放乐曲，可以使用文字回调。也就是使用对象名的点击回调函数为button_click1，然后再回调函数部分设置播放音频。

现在我们可以使用同样的方法，加入“这世界有那么多人”伴奏，同时为了更好的显示已选伴奏，增加已选歌曲文字对象。参考代码如下：

4.程序运行

点击运行，行空板屏幕显示伴奏名称，点击伴奏名下方显示已点选的伴奏，并播放。

注意：若播放过程中你听到的声音较小，需要在行空板“终端区”调整音量。操作时，首先停止运行代码，并在“终端区”输入“alsamixer”，然后按下键盘上的上下箭头键，控制音量变化，操作完成后只需要按下“Esc”键退出设置。

5.试一试

你的“迷你唱吧”现在已经可以播放选定的伴奏了，但是行空板有可能同时在后台播放多首伴奏。现在，请你使用变量播放标志实现当行空板正在播放伴奏时，点击伴奏名不会多首伴奏在后台播放。

任务二：录制并播放歌曲

1.编写程序

通过任务一，我们已经实现了选定伴奏播放任务，接下来我们就来完成录制歌声并播放吧。

（1）录制歌声

行空板录制音频的指令是录音秒直到结束，文件名“record.wav” ，使用时需要指定录音时长以及录制音频的文件名。

此时，最简单的做法就是在播放指令的下面直接放置录音指令，但是这会导致程序显示出现错误（录音结束后才显示选定歌曲名），通常我们会开启线程来帮助解决这个问题。

录音结束后，使用“行空板”“音频录放”下的结束后台播放指令结束伴奏播放并更新变量播放标志。

（2）录音的播放和暂停

接下来我们要创建“播放”和“暂停”按钮，实现点击“播放”，开始后台播放音频文件“record.wav”；点击“暂停”，暂停后台播放。当然，也别忘了更新变量播放标志。

最后，我们只需要完善第二首伴奏录放的代码，并适当美化整个界面就可以完成我们的“迷你唱吧”项目了。你可以自己设计想要的界面，当然也可以参考本项目，加入播放指示图标和文字提示，完整代码参考下图：

2.程序运行

点击运行，程序运行成功后，行空板屏幕显示伴奏列表、提示文字、按钮等；点击伴奏音乐名，开始播放并录制歌声，伴奏声停止后录制完毕；歌曲录制完毕后，点击“播放”按钮，播放录制音频；点击“暂停”按钮，暂停播放音频。

知识园地

1.认识USB喇叭

USB喇叭是一种可将电信号转换成声音的转换设备，只不过这里的电信号是通过USB接口传输过来的。和蜂鸣器相同，喇叭也是通过震动发出声音的，不同的是蜂鸣器和喇叭的输入信号不同。用无源蜂鸣器和喇叭对比，无源蜂鸣器的输入信号是方波，你听到的不同的声音都是通过改变方波的频率而产生的。

注意：关于蜂鸣器的介绍，可以参考“行空板图形化python入门教程-第8课”，网址如下：

https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314534-1-1.html

喇叭的输入信号是音频信号，什么是音频信号呢？你可以把它理解为一段语音、音乐等存储在某设备后形成的一串电信号。和方波不同音频信号不止有频率还有幅度变化，与声波相似。你可以在很多地方看到音频信号的波形，比如电脑自带的录音机：

而喇叭的内部在做的就是将音频信号模拟还原成声音信号。从处理的输入信号上看，喇叭处理的信号更接近于真实的音乐、语音等，它所能发出的声音当然要比蜂鸣器要丰富、悦耳许多啦。

另外，关于喇叭是如何将音频信号转化成声音信号的，这涉及到电磁感应的知识，如果你感兴趣的话不妨自己查一查，研究一下。

最后，总结一下，今天我们学习了USB喇叭的使用方法，并通过和蜂鸣器对比了解了喇叭和音频信号。本节课，我们利用它让行空板播放乐曲、录音等等。其实，USB接口的用途还有很多，比如外接摄像头，让行空板“长出眼睛”，我们在后续的课程中也会带大家一起领略。

2.指令学习

挑战自我

通过本节课的学习相信你已经掌握了行空板录放音频的基本操作，现在不妨动手制作一个“语音笔记本”，利用行空板录下你此刻心情或难忘的事。

（1）点击“录制笔记”按钮，行空板开始录制语音笔记，录制完毕后显示录制记录；

（2）点击录制记录，播放已录笔记；点击“暂停播放”按钮，停止播放录音。

提示：你可以使用序号变量完成不同录制记录的显示，界面设计可参考下图。