听Arduino在唱歌~手工电子DIY教程

来源：奇趣手工馆 2.65W

制作时间: 2小时制作难度: ★★★☆☆ GEEK指数: ★★★★☆Arduino，是一块基于开放源代码的USB接口Simple I/O接口板，或者可以诠释为一种开源硬件和开源软件相结合的创新，它能实现的功能相当丰富。在此之前的文章中，已经有不少利用Arduino实现的DIY作品，为使童鞋们能循序渐进的加深了解，我将介绍一些Arduino的基本应用。

首先要介绍的是如何利用Arduino板发出简单的声音，即如何把Arduino板做成一个迷你的音频发生器。

1 工具和材料○ 1个8欧姆的小扬声器；

○ 1块Arduino实验板；

○ 1个按钮；

○ 1个阻值10k的电阻

○ 以及导线若干。

这里我用一块Adafruit ProtoShield原型扩展板来搭建测试电路

2 如何产生音乐● 在开始动手制作之前，我们最好先提前运行一下音乐程序，这样对搭建出的Arduino电路应该发出什么音乐就能做到心中有数。你可以从Arduino集成开发环境中获得相应的音乐程序。

● 为方便起见我在这里直接给出了一段音乐程序代码（都是基础的C语言，别有压力！）。

#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

// 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.

}

● 另外还需要一个文件来定义基本音调，这个文件也能在集成开发环境中找到，在此我也给出了这段代码，你只需将其保存为.h格式，并放到程序目录下即可：

/***************** 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

● 按照上图所示连接扬声器并烧入程序，电源正极连接8脚，负极连接接地脚，不出意外的话，这样就能听到一小段曲子了。

● 如果想尝试换成其他音乐，还可以从这里下载相应代码。

3 Tone函数● Arduino板上产生的音乐由tone()函数控制，改动该函数即可改变音乐旋律，代码有两种形式分别为：tone(pin, frequency, duration)或tone(pin, frequency)

● 第一个函数中，pin代表连接扬声器的管脚，frequency代表发声频率，duration代表持续的时间，单位是毫秒。

● 如果用第二个函数，则还需另外的noTone()函数来控制音乐的停止noTone(pin)。

● 在上一步音乐程序中，还需包括一个pitches.h文件。该文件的作用是根据声音频率改变自动得出相应变量，这样我们就无需自己计算基本音调，有了这个功能，我们这些菜鸟级的作曲家也有机会推出自己的作品了。

4 制作简易键盘

● 接下来我们要制作一个简易的单键键盘，这一步工作主要是把电路各个部分组合起来，并使其在按键控制下正常发声。

● 下面两张图片分别是实际接线图和接线示意图。

实际接线图

接线示意图

● 下面是单个音调的程序代码，将其添加到tone函数中，另外千万不要忘记pitches.h文件哦（除非哪位蛋疼哥想亲自动手把赫兹换算成音调）：

#include "pitches.h"

const int buttonPin = 2; // the number of the pushbutton pin

int note1 = NOTE_C4; // define note sound

// variables will change:

int buttonState = 0; // variable for reading the pushbutton status

void setup() {

// initialize the pushbutton pin as an input:

pinMode(buttonPin, INPUT);

}

void loop(){

// read the state of the pushbutton value:

buttonState = digitalRead(buttonPin);

// check if the pushbutton is pressed.

// if it is, the buttonState is HIGH:

if (buttonState == HIGH) {

// sound tone

tone(8, note1);

}

else {

//turn off sound

noTone(8);

}

● 连接好电路并载入上面这段代码，按下按键后听到的声音应该是C调。下面我们再来看段视频以进一步加深理解：

5 震撼出笼!● 作品揭晓的时刻到啦！看爱出镜的作者自HIGH的摸样是不是很有感染力？！

● 如果你觉得音调不够丰富，想添加更多音调，那么只需继续增加按键和相应代码。

● 让我们来期待更多的arduino基本应用吧！

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