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使用Arduino Tone（）函数演奏旋律

原文：https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/playing-melodies-on-piezo-buzzer-using-arduino-tone-function

使用Arduino Tone（）函数演奏旋律

ARDUINO的

经过**阿斯温斯·拉吉（Aswinth Raj）** 2017年7月4日12
在这里插入图片描述
得益于其开发人员社区，Arduino使几乎所有内容看起来都变得简单，是简化和加速微控制器项目的绝佳方法。这里有很多Arduino项目供您尝试并玩得开心。您的某些项目可能需要采取一些声音行动来通知某些事情或只是给观众留下深刻的印象。如果我告诉您，可以借助一个简单的程序和一个便宜的压电扬声器在您的Arduino上模仿几乎可以在钢琴上弹奏的所有主题曲该怎么办？

在本教程中，我们将学习使用Arduino tone（）函数播放Melody是多么简单和容易。在本教程可以播放加勒比海盗，疯狂青蛙，超级马里奥和泰坦尼克号的一些著名音调。您还将学习如何使用Arduino演奏任何钢琴音乐。

所需硬件：

  1. Arduino（任何版本–此处使用UNO）
  2. 压电扬声器/蜂鸣器或任何其他8ohm扬声器。
  3. 面包板
  4. 连接线
  5. 按按钮
  6. 1k电阻器（可选）

了解Arduino的*Tone（）*函数：

在我们了解***tone()的***工作原理之前，我们应该知道压电蜂鸣器的工作原理。我们可能在学校里学到了压电晶体，无非就是将机械振动转换成电能的晶体，反之亦然。在这里，我们施加一个可变电流（频率），晶体就会振动，从而产生声音。因此，为了使压电蜂鸣器产生一些噪声，我们必须使压电晶体振动，噪声的音调和音调取决于晶体振动的速度。因此，可以通过改变电流的频率来控制音调和音调。

好的，我们如何从Arduino获得可变频率？这是使用tone（）函数的地方。tone（）可以在特定的引脚上生成特定的频率。如果需要，还可以提及持续时间。*tone（）*的语法是

tone(pin, frequency) 
tone(pin, frequency, duration)

Parameters

pin: the pin on which to generate the tone
frequency: the frequency of the tone in hertz - unsigned int
duration: the duration of the tone in milliseconds (optional) - unsigned long

引脚的值可以是您的任何数字引脚。我在这里使用了8号针。可以产生的频率取决于Arduino开发板中计时器的大小。对于UNO和大多数其他常用板，可以产生的最小频率是31Hz，可以产生的最大频率是65535Hz。但是，我们人类只能听到2000Hz至5000 Hz之间的频率。

该pitches.h头文件：

现在，我们知道了如何使用**arduino *tone（）函数***产生一些噪声。但是，我们如何知道每个频率会产生什么样的音调？

Arduino给了我们一个音符表，该表将每个频率等同于一种特定的音符类型。该注释表最初是由Brett Hagman编写的，*tone（）*命令基于其工作。我们将使用此注释表来播放主题。如果您是熟悉乐谱的人，那么您应该可以对这张表有所了解，对于像我这样的人来说，这些只是另一段代码。

#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

上面的代码在此zip文件的pitches.h头文件中给出*，*您只需下载此文件并将其包含在本教程末尾给出的Arduino代码中，或使用zip文件中给出的代码即可。

在Arduino上播放音符：

为了使用Arduino演奏体面的旋律，我们应该知道这些旋律的构成。播放主题所需的三个主要因素是

  1. 音调
  2. 音符持续时间
  3. 速度

我们有pitches.h头文件可以播放任何音符值，现在我们应该找出要播放它的特定音符持续时间。节奏不过是应该多快地播放旋律。一旦你知道的音符值和持续时间注意你可以用使用它们*tone()*一样

tone (pinName, Note Value, Note Duration);

对于本教程中播放的音调，我在“ themes.h”头文件中为您提供了“音符值”和“音符持续时间”，您可以使用它们在项目中播放它们。但是，如果您在自己的矿井中有任何特定的语气，并且想要在项目中演奏它，请继续阅读…。否则，请跳过本主题，然后转到下一个主题。

**要播放任何特定的音调，**您必须获取该特定音乐的乐谱，然后通过读取其音符值和音符持续时间，将乐谱转换为Arduino草图。如果您是一名音乐系学生，那对您来说将是小菜一碟，否则会花一些时间像我一样打断您的头。但是，当您的声音在压电式蜂鸣器上播放时，您将发现自己值得付出的努力。

获得音符值和音符持续时间后，将它们加载到“ themes.h”头文件内的程序中，如下所示

/*
   The themes given below were converted from the piano sheet music
   Code by : B.Aswinth Raj
   Dated: 15-06-2017
   Website: CircuitDigest.com
*/

//##############**"HE IS A PIRATE" Theme song of Pirates of caribbean**##############//
int Pirates_note[] = {
  NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4,
  NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4,
  NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4,
  NOTE_A3, NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_F4,
  NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_D4, NOTE_C4, NOTE_C4, NOTE_D4,
  0, NOTE_A3, NOTE_C4, NOTE_B3, NOTE_D4, NOTE_B3, NOTE_E4, NOTE_F4,
  NOTE_F4, NOTE_C4, NOTE_C4, NOTE_C4, NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_C4,
  NOTE_D4, 0, 0, NOTE_A3, NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_D4, NOTE_F4,
  NOTE_G4, NOTE_G4, NOTE_G4, NOTE_A4, NOTE_A4, NOTE_A4, NOTE_A4, NOTE_G4,
  NOTE_A4, NOTE_D4, 0, NOTE_D4, NOTE_E3, NOTE_F4, NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_A4,
  NOTE_D4, 0, NOTE_D4, NOTE_F4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_D4
};
int Pirates_duration[] = {
  4, 8, 4, 8, 4, 8, 8, 8, 8, 4, 8, 4, 8, 4, 8, 8, 8, 8, 4, 8, 4, 8,
  4, 8, 8, 8, 8, 4, 4, 8, 8, 4, 4, 8, 8, 4, 4, 8, 8,
  8, 4, 8, 8, 8, 4, 4, 8, 8, 4, 4, 8, 8, 4, 4, 8, 4,
  4, 8, 8, 8, 8, 4, 4, 8, 8, 4, 4, 8, 8, 4, 4, 8, 8,
  8, 4, 8, 8, 8, 4, 4, 4, 8, 4, 8, 8, 8, 4, 4, 8, 8
};
//###########End of He is a Pirate song#############//


//##############**"Crazy Frog" song of Crazy frog album**##############//
int CrazyFrog_note[] = {
  NOTE_D4, 0, NOTE_F4, NOTE_D4, 0, NOTE_D4, NOTE_G4, NOTE_D4, NOTE_C4,
  NOTE_D4, 0, NOTE_A4, NOTE_D4, 0, NOTE_D4, NOTE_AS4, NOTE_A4, NOTE_F4,
  NOTE_D4, NOTE_A4, NOTE_D5, NOTE_D4, NOTE_C4, 0, NOTE_C4, NOTE_A3, NOTE_E4, NOTE_D4,
  0, NOTE_D4, NOTE_D4
};
int CrazyFrog_duration[] = {
  8, 8, 6, 16, 16, 16, 8, 8, 8,
  8, 8, 6, 16, 16, 16, 8, 8, 8,
  8, 8, 8, 16, 16, 16, 16, 8, 8, 2,
  8, 4, 4
};
//###########End of Crazy Frog#############//



//##############**"Mario underworld" **##############//
int MarioUW_note[] = {
  NOTE_C4, NOTE_C5, NOTE_A3, NOTE_A4, NOTE_AS3, NOTE_AS4, 0, 0,
  NOTE_C4, NOTE_C5, NOTE_A3, NOTE_A4, NOTE_AS3, NOTE_AS4, 0, 0,
  NOTE_F3, NOTE_F4, NOTE_D3, NOTE_D4, NOTE_DS3, NOTE_DS4, 0, 0,
  NOTE_F3, NOTE_F4, NOTE_D3, NOTE_D4, NOTE_DS3, NOTE_DS4, 0,
  0, NOTE_DS4, NOTE_CS4, NOTE_D4,
  NOTE_CS4, NOTE_DS4, NOTE_DS4, NOTE_GS3, NOTE_G3, NOTE_CS4,
  NOTE_C4, NOTE_FS4, NOTE_F4, NOTE_E3, NOTE_AS4, NOTE_A4,
  NOTE_GS4, NOTE_DS4, NOTE_B3,  NOTE_AS3, NOTE_A3, NOTE_GS3, 0, 0, 0
};
int MarioUW_duration[] = {
  12, 12, 12, 12, 12, 12, 6, 3,
  12, 12, 12, 12, 12, 12, 6, 3,
  12, 12, 12, 12, 12, 12, 6,
  3, 12, 12, 12, 12,
  12, 12, 6, 6, 18, 18, 18,
  6, 6, 6, 6, 6, 6,
  18, 18, 18, 18, 18, 18, 10, 10, 10,
  10, 10, 10, 3, 3, 3
};
//###########End of Mario underworld#############//


//##############**"Titanic" **##############//
int Titanic_note[] = {
  NOTE_E4, NOTE_B4, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_B4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_B4, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_B4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_B4, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_B4, NOTE_E4,
  NOTE_E4, NOTE_B4, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_D5, NOTE_E4, NOTE_B4, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_B4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_B4, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_B4, NOTE_F5,
  NOTE_E4, NOTE_B4, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_B4, NOTE_E4,
  NOTE_E4, NOTE_B4, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_D5, NOTE_E5, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_D4, NOTE_B3, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_B3, NOTE_E4,
  NOTE_D4, NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_F4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_E4


};
int Titanic_duration[] = {
  8, 8, 8, 8, 8, 8, 4, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 4, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 4, 8, 8, 8, 8, 4, 4, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 4, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 4, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 1,
  8, 8, 8, 8, 4, 4, 4, 8, 4, 4, 8, 8, 8, 8, 4, 8, 8, 4, 8, 4, 8, 8, 4, 8, 4, 1



};
//###########End of Titanic#############//

上面的代码块显示了电影“加勒比海盗”中“他是海盗”主题的音符值和音符持续时间。您可以像这样添加主题。

原理图和硬件：

下图显示了该 Arduino Tone Generator Project 项目的示意图：
在这里插入图片描述
连接非常简单，我们有一个压电扬声器，该扬声器通过1K电阻连接到Arduino的引脚8和接地。这个1k电阻是一个限流电阻，用于将电流保持在安全范围内。我们还有四个开关可以选择所需的旋律。开关的一端接地，另一端分别连接到引脚2、3、4和5。开关将使用软件在内部启用上拉电阻。由于电路非常简单，因此可以使用面包板进行连接，如下所示：
在这里插入图片描述

Arduino程序说明：

一旦了解了这个概念，Arduino程序就非常简单了。完整的代码在本教程的结尾给出。如果您不熟悉添加头文件，则可以从此处将代码作为ZIP文件下载，然后直接将其上传到Arduino。

上面两个是必须添加的头文件。*“ pitches.h”用于将每个音符等同于特定频率，“ themes.h”*包含所有四个音调的音符值和音符持续时间。

#include“ pitches.h”
#include“ themes.h”

需要时会创建一个功能来播放每个音调。在此，当调用函数*Play_Pirates（）时，将播放“他是海盗”的声音。该函数由音调函数组成，该音调函数在8号插针处产生频率。一旦播放音乐，就会调用noTone（8）停止播放音乐。如果要弹奏自己的音调，请将Pirates_note和Pirates_duration更改为新的音符和持续时间值，该值已保存在“ themes.h”*值中

void Play_Pirates()
{
  for (int thisNote = 0; thisNote < (sizeof(Pirates_note)/sizeof(int)); thisNote++) {
    int noteDuration = 1000 / Pirates_duration[thisNote];//convert duration to time delay
    tone(8, Pirates_note[thisNote], noteDuration);
    int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.05; //Here 1.05 is tempo, increase to play it slower
    delay(pauseBetweenNotes);
    noTone(8);
    }
}

引脚2、3、4和5用于选择要播放的特定音调。默认情况下，使用上述代码行使用内部上拉电阻将这些引脚保持为高电平。当按下按钮时，它被下拉到地面。

pinMode（2，INPUT_PULLUP）;
pinMode（3，INPUT_PULLUP）;
pinMode（4，INPUT_PULLUP）;
pinMode（5，INPUT_PULLUP）;

当按下按钮时，下面的代码块用于播放歌曲。它读取每个按钮的数字值，当它变低（零）时，它假定该按钮已按下，并通过调用所需功能播放相应的音调。

if (digitalRead(2)==0)
{ Serial.println("Selected -> 'He is a Pirate' ");  Play_Pirates();  }
if (digitalRead(3)==0)
{ Serial.println("Selected -> 'Crazy Frog' ");  Play_CrazyFrog();  }
if (digitalRead(4)==0)
{ Serial.println("Selected -> 'Mario UnderWorld' ");  Play_MarioUW();  }
if (digitalRead(5)==0)
{ Serial.println("Selected -> 'He is a Pirate' ");  Play_Pirates();  }

此Melody Player Arduino电路的工作原理：

一旦您的代码和硬件准备就绪，只需将程序刻录到Arduino中，您只需按一下按钮就可以播放声音。如果您有任何问题，请查看串行监视器进行调试，或使用注释部分报告问题，我们将竭诚为您服务。
在这里插入图片描述
以下视频显示了该项目的完整工作。希望您喜欢这个项目，并希望在您的某些项目中使用它，或者为您的项目创建新的音调。如果是，请随时在评论部分中分享您的工作。

代码

#include "pitches.h" //add Equivalent frequency for musical note
#include "themes.h" //add Note vale and duration 

void Play_Pirates()
{ 
  for (int thisNote = 0; thisNote < (sizeof(Pirates_note)/sizeof(int)); thisNote++) {

    int noteDuration = 1000 / Pirates_duration[thisNote];//convert duration to time delay
    tone(8, Pirates_note[thisNote], noteDuration);

    int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.05; //Here 1.05 is tempo, increase to play it slower
    delay(pauseBetweenNotes);
    noTone(8); //stop music on pin 8 
    }
}

void Play_CrazyFrog()
{
  for (int thisNote = 0; thisNote < (sizeof(CrazyFrog_note)/sizeof(int)); thisNote++) {

    int noteDuration = 1000 / CrazyFrog_duration[thisNote]; //convert duration to time delay
    tone(8, CrazyFrog_note[thisNote], noteDuration);

    int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;//Here 1.30 is tempo, decrease to play it faster
    delay(pauseBetweenNotes);
    noTone(8); //stop music on pin 8 
    }
}

void Play_MarioUW()
{
    for (int thisNote = 0; thisNote < (sizeof(MarioUW_note)/sizeof(int)); thisNote++) {

    int noteDuration = 1000 / MarioUW_duration[thisNote];//convert duration to time delay
    tone(8, MarioUW_note[thisNote], noteDuration);

    int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.80;
    delay(pauseBetweenNotes);
    noTone(8); //stop music on pin 8 
    }
}

void Play_Titanic()
{
    for (int thisNote = 0; thisNote < (sizeof(Titanic_note)/sizeof(int)); thisNote++) {

    int noteDuration = 1000 / Titanic_duration[thisNote];//convert duration to time delay
    tone(8, Titanic_note[thisNote], noteDuration);

    int pauseBetweenNotes = noteDuration * 2.70;
    delay(pauseBetweenNotes);
    noTone(8); //stop music on pin 8 
    }
}

void setup() {
pinMode(2, INPUT_PULLUP); //Button 1 with internal pull up
pinMode(3, INPUT_PULLUP); //Button 2 with internal pull up
pinMode(4, INPUT_PULLUP); //Button 3 with internal pull up
pinMode(5, INPUT_PULLUP); //Button 4 with internal pull up
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
    if (digitalRead(2)==0)
      { Serial.println("Selected -> 'He is a Pirate' ");  Play_Pirates();  }
    if (digitalRead(3)==0)
      { Serial.println("Selected -> 'Crazy Frog' ");  Play_CrazyFrog();  }
    if (digitalRead(4)==0)
      { Serial.println("Selected -> 'Mario UnderWorld' ");  Play_MarioUW();  }
    if (digitalRead(5)==0)
      { Serial.println("Selected -> 'Titanic' ");  Play_Titanic();  }
}

版权声明：本文为CSDN博主「acktomas」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/acktomas/article/details/116121814

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acktomas

我还没有学会写个人说明！

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