一直以来都没有系统地学过微控制器,使用 Arduino 时,也是通过现成的制作和代码进行修改,东一榔头西一锤,很多基础的东西并不了解。
前段时间,搜索 matlab 的教程时,知道了台大生机系的郭彦甫老师,在浏览他的油管主页时,发现他居然有微控制器原理的公开课,于是这段时间,主要在学习郭彦甫老师的公开课。
郭彦甫老师讲的很详细,一共12个课时,前面4个课时讲解了 Arduino,后面8个课时详细介绍了 AVR。我将 PPT 和教学视频上传在了百度网盘,感兴趣的可以看看。
链接:https://pan.baidu.com/s/1RL_7yp0w60n_F8EDvSkEcA
提取码:hp0e
每节课都有课后作业,本文介绍的电子琴,即是第一课时的作业,电子琴的接线和代码并不复杂,为了让作业看上去更像一个电子琴,花了很多功夫折腾外壳和琴键。
如下图所示,立式轻触开关未接通时,开关左右两侧分别导通,引脚D2-D8经电阻与板子GND接地引脚连接,电压为0(低电势)。点击开关后,开关四个引脚均导通,引脚D2-D8与5V供电引脚相连,电压为5V(高电势)。
实物接线图如下所示
如下图所示,底座、琴键和扬声器口均为3D打印件,在底座中接好电路后,用铁丝串上琴键,再装上扬声器口就可以了,建模的尺寸只适用于材料清单中罗列的材料。
STL文件下载链接:https://pan.baidu.com/s/10JdP8ZLpoX9stb0flJAtbQ
提取码:mdi3
用 Arduino 控制压电蜂鸣器或其他扬声器播放音调,需要使用tone()
函数,顾名思义,tone
即是音调的意思。
tone()
函数可以在指定引脚上产生指定频率(和50%占空比)的方波。可以指定持续时间,否则波形将持续播放,直到调用noTone()
停止。
tone()
函数具体有两种使用方式
tone(pin, frequency)
tone(pin, frequency, duration)
pin
: 用于生成音调的 Arduino 引脚
frequency
: 以赫兹为单位的音调频率
duration
: 音符持续时间,如果全音符的时值是1 s,可以用(1000/几分音符)来计算时值,例如四分音符持续时间就是1000/4 = 250 ms 。
想要演奏音乐,就需要多个音符。一个音符即是一个特定频率的波形。波形的不同频率造就了每个音符的独特声音。音调波形是正弦波,声音平滑清晰。也就是说只要知道C大调各个音的频率,就可以用C大调演奏简单的电子音乐。
正如上面所说tone()
函数可以在指定引脚上产生指定频率(和50%占空比)的方波。方波比正弦波容易实现,但是声音不如正弦波好。
音符 | 频率 |
---|---|
C4 - do | 261.6 HZ |
D4 - re | 293.6 HZ |
E4 - mi | 329.6 HZ |
F4 - fa | 349.2 HZ |
G4 - sol | 392 HZ |
A4 - la | 440 HZ |
B4 - si | 493.8 HZ |
#define T_C 262
#define T_D 294
#define T_E 330
#define T_F 349
#define T_G 392
#define T_A 440
#define T_B 493 //指定频率
const int C = 2;
const int D = 3;
const int E = 4;
const int F = 5;
const int G = 6;
const int A = 7;
const int B = 8; //指定输入引脚
const int Buzz = 11;
void setup() {
pinMode(Buzz, OUTPUT);
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