Arduino入门教程17--DJ调音台「DFR0100」

通过控制蜂鸣器的频率和节拍可以产生不同的声音。那么，如果可以自由调整这两个变量，会产生什么样的效果呢？在本节课中，我们将制作一个简易的DJ调音台。通过使用两个电位器，你将能够分别控制声音的频率和节拍，从而体验像DJ一样实时调音的乐趣！

元件清单

硬件连接
按如下连线图连接。

图 1 DJ调音台连线图

示例代码
样例代码：

//项目 - DJ调音台  
int pitchPin = A0; // 电位器1 - 模拟引脚A0，用于控制音调  
int beatPin = A1;  // 电位器2 - 模拟引脚A1，用于控制节奏  
int piezo = 8;     // 压电蜂鸣器 - 数字引脚8  
  
void setup() {  
  Serial.begin(9600); // 初始化串行端口，波特率为9600  
}  
  
void loop() {  
  int pitchVal = analogRead(pitchPin); 
// 从音调电位器读取值  
  int beatVal = analogRead(beatPin);   
// 从节奏电位器读取值  
  
  int frequency = map(pitchVal, 0, 1023, 0, 5000);  
// 将音调值映射到频率范围0-5000 Hz  
  int duration = map(beatVal, 0, 1023, 100, 5000);  
// 将节奏值映射到持续时间范围100-5000 ms  
    
  // 将频率和持续时间打印到串行端口  
  Serial.print("频率: ");  
  Serial.print(frequency);  
  Serial.print(" Hz, 持续时间: ");  
  Serial.print(duration);  
  Serial.println(" ms");  
  
  tone(piezo, frequency, duration); 
// 在压电蜂鸣器上播放指定频率和持续时间的音调  
  int pauseBetweenNotes = duration * 1.30; 
// 计算音符之间的暂停时间  
  delay(pauseBetweenNotes); // 等待暂停时间  
  noTone(piezo); // 停止播放音调  
}
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成功下载完程序后，打开Arduino IDE的串口监视器。

设置串口监视器的波特率为9600。

可以直接从串口读取当前的频率和节拍值，旋转旋钮即可看到读数变化。

代码回顾
这个程序读取两个电位器的值，用来控制压电蜂鸣器的音调频率和持续时间。这些值还会输出到串口监视器上，方便观察。
程序开始设置了三个变量，来定义两个电位器与蜂鸣器的引脚。

int pitchPin = A0;   
int beatPin = A1;  
int piezo = 8;
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在setup中，我们使用了一个新的函数：

Serial.begin(9600);
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这个函数用于初始化串口波特率，也就是数据传输的速率，是使用串口必不可少的函数。直接输入相应设定的数值就可以了，如果不是一些特定的无线模块对波特率有特殊要求的话，波特率设置只需和串口监视器保持一致即可。我们这里就只是用于串口监视器。

在loop中设置了两个新的变量，用于记录两个电位器的读数。

int pitchVal = analogRead(pitchPin); 
int beatVal = analogRead(beatPin);
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通常，程序开头定义的变量称为全局变量，可在程序的任何部分访问和使用。相比之下，像 pitchVal 和 beatVal 这样的变量可在循环中定义为局部变量，因为它们只在循环内部使用。

这里用到了一个新函数——analogRead(pin)。

这个函数用于从模拟引脚读值，pin是指连接的模拟引脚。Arduino的模拟引脚连接到一个10位A/D转换，输入0~5V的电压对应读到0~1023的数值，每个读到的数值对应的都是一个电压值。

我们读取的电位器输出的电压范围是从0到1023。在之前的多节关于蜂鸣器的课程中，我们已经了解到人类可以听到的声音频率大约在0到5000赫兹之间（请参考第项目【音乐蜂鸣器】的pitch文件）。因此，我们需要将0到1023的电压范围转换到0到5000赫兹的频率范围，这个功能称为映射。

int frequency = map(pitchVal, 0, 1023, 0, 5000);
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Map函数格式如下：

map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)
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map函数会将 fromLow 到 fromHigh 之间的值映射到 toLow 在 toHigh 之间的值。还可以用来翻转数值的范围，例如：y = map(x, 1, 50, 50, 1)。

同理，我们想要用另一个电位器控制声音的持续时间，范围是100毫秒到5秒之间。

int duration = map(beatVal, 0, 1023, 100, 5000);
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那串口收到数据后，如何在串口监视器上显示呢？

Serial.print(val);  
Serial.println(val);
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println()与print()区别就是，println()比print()多了回车换行，其他完全相同。

我们可以使用下面这两个函数输出不同格式的内容。

Serial.print(“Frequency: ”);  
Serial.print(frequency);
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这两条语句虽然看起来括号中的内容都是frequency，但第一条语句中加了双引号，将引号中的内容作为字符串原样输出；而第二句中的frequency代表的是frequency变量，将输出该变量当前的数值。

在输出字符串时，可以在文字内容前后增加冒号和空格，让输出内容更容易阅读。

Serial.print("频率: ");  
Serial.print(frequency);  
Serial.print(" Hz, 持续时间: ");  
Serial.print(duration);  
Serial.println(" ms");
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这段程序的输出的效果如下：

使用与项目【音乐蜂鸣器】相同的程序来播放声音并设置间隔，如有疑问，请参考之前的内容。

硬件回顾

电位器

电位器可以理解为是一个电阻，只是这个电阻阻值可变。我们这里可调节的范围是0~10KΩ。电阻两端接电源，通过中间引脚调节阻值，随着电阻值的改变而带动电压变化。我们用模拟口0读取到这个变化中的电压值，并转换为对应的音调和节奏。这就是整个的控制过程。

电位器在电路上的表示的图标为下图，分别对应器件上的3个引脚。

简单的看下原理，不知道还记不记得在第项目【可控舵机】中讲到的分压原理。电位器用的同样是分压原理。我们可以理解为，电位器被拆分为上下两个电阻R1和R2，随着转动电位器，上下阻值发生变化，从而对应的输出电压就不同。我们可以想象成切蛋糕，分到的蛋糕越多（电阻），吃下去的能量（电压Vout）也就越大。电压值大小的变化可以直接通过模拟口读到的值（0~1023）反应出来。

示例代码

17课时示例代码.rar

下一课：Arduino入门教程18--敲击电子鼓「DFR0100」