利用蜂鳴器演奏簡單的樂譜

那么，今天分享的是利用蜂鳴器來演奏一些簡單的樂譜。

實驗平臺為stm32，當(dāng)然51也完全可以做，其核心思想是相似的。

首先是對蜂鳴器的介紹。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復(fù)印機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。

蜂鳴器包括有源蜂鳴器和無源蜂鳴器，有源蜂鳴器只要通上電就可以發(fā)聲，而無源蜂鳴器需要有一定頻率的脈沖才能發(fā)聲。

上圖為無源蜂鳴器電路，下圖為有源蜂鳴器電路。因為單片機的輸出電流很小，不能直接驅(qū)動蜂鳴器，所以用了三極管來放大電流。在上邊的電路中，當(dāng)輸入高電平時，三極管導(dǎo)通，電流可以由3.3V電源流向蜂鳴器，當(dāng)輸入低電平時，三極管截止，蜂鳴器與GND相連。通過單片機管腳輸出一段脈沖，即可讓蜂鳴器發(fā)聲。在下邊的電路中，只要輸入為低電平，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器就可以發(fā)聲。

那么，蜂鳴器發(fā)出的聲音大小、音調(diào)高低和什么有關(guān)呢？聲音大小和輸入脈沖的占空比有關(guān)，占空比越大，聲音越大，而音調(diào)的高低和脈沖頻率有關(guān)，頻率越高，音調(diào)也就越高，通常讓輸出頻率為1.5～5kHZ。

接下來講解具體如何實現(xiàn)讓蜂鳴器演奏樂譜。

首先得對音樂簡譜有一定了解。本人對音樂簡譜也并不算很了解，如果要深入了解，請自行百度搜索。下面是我的一些粗略見解。

一首曲子包含音調(diào)和節(jié)拍。音調(diào)也就是平常我們說的音調(diào)，比如1,2,3,4,5,6,7。音調(diào)越來越高，音調(diào)還包括低音、中音、高音。而節(jié)拍就是一個調(diào)子唱多久，有的音拖的長一些，有的音就比較短。這兩個要素是今天編程的核心。

首先說音調(diào)，前面講到，音調(diào)的高低是和脈沖的頻率有關(guān)系的，這個關(guān)系已經(jīng)有人將它做成了表格，下面截取一部分：

頻率與周期成倒數(shù)，在一個脈沖里面，讓一半為高電平，一半為低電平，而脈沖周期可以通過延時函數(shù)來確定，于是，編寫頻率發(fā)生函數(shù)。

while(1)
    {
            beep=!beep;
            led1=0;
            delay_us(music[k]);
    }

其中在delay_us()這個函數(shù)里的輸入參數(shù)就可以根據(jù)樂譜然后查表得到，就是上面的半周期。 由于這個參數(shù)是隨著樂譜變化的，因此，我們可以把樂譜轉(zhuǎn)化之后的數(shù)據(jù)放到一個數(shù)組里面，持續(xù)地調(diào)用數(shù)組里的數(shù)據(jù)。

這樣，音調(diào)就解決了。 接下來解決節(jié)拍的問題。 其實要解決節(jié)拍的問題，無非就是要考慮music[k]多久刷新一次。 我們可以想象一下，如果music[k]是每隔固定的一段時間跳到下一個，那么造成的后果就是兩個音調(diào)之間的時間是一樣的，這樣聽起來肯定是非常怪的。 假設(shè)music[k]刷新的特別快，beep剛好發(fā)生一次翻轉(zhuǎn)，music[k]就發(fā)生了改變，這樣也是不行的，因為如果刷新這么快的話，它連一個完整的脈沖周期都沒有走完。 因此，music[k]應(yīng)該要刷新慢一些，并且是隨著樂譜改變的。 刷新的慢，聽起來就會比較舒緩而已。

所以，我們可以采用定時器中斷來實現(xiàn)。 每次發(fā)生中斷，就讓數(shù)組里的數(shù)據(jù)跳到下一個，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的刷新，同時，改變定時器裝載值，讓每次發(fā)生中斷所需的時間不一樣，這個時間就是由樂譜的節(jié)拍決定的。

實現(xiàn)函數(shù)

void TIM4_IRQHandler(void)
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update))
    {

        if(k

這樣也就完美解決了節(jié)拍的問題。 解決了這兩個問題，理論上我們可以把任何一首簡譜轉(zhuǎn)化為頻率（周期）和節(jié)拍（間隔時間）這兩個量，然后用數(shù)組保存好，這樣就可以通過蜂鳴器演奏出來了，當(dāng)然，這需要花費很多的時間和精力，而且對于很多人來說，并不是很容易看懂簡譜。

于是，有了一款軟件可以比較方便的獲取這些數(shù)據(jù)，軟件截圖如下

曲譜存貯格式 unsigned char code MusicName{音高，音長，音高，音長...., 0,0}; 末尾:0,0 表示結(jié)束(Important)

音高由三位數(shù)字組成：

個位是表示 1~7 這七個音符

十位是表示音符所在的音區(qū):1-低音，2-中音，3-高音;

百位表示這個音符是否要升半音: 0-不升，1-升半音。

音長最多由三位數(shù)字組成：

個位表示音符的時值，其對應(yīng)關(guān)系是：

|數(shù)值(n): |0 |1 |2 |3 | 4 | 5 | 6

|幾分音符: |1 |2 |4 |8 |16 |32 |64 音符=2^n

十位表示音符的演奏效果(0-2): 0-普通，1-連音，2-頓音

百位是符點位: 0-無符點，1-有符點

調(diào)用演奏子程序的格式

Play(樂曲名,調(diào)號,升降八度,演奏速度);

|樂曲名 : 要播放的樂曲指針,結(jié)尾以(0,0)結(jié)束;

|調(diào)號(0-11) :是指樂曲升多少個半音演奏;

|升降八度(1-3) : 1:降八度, 2:不升不降, 3:升八度;

|演奏速度(1-12000):值越大速度越快;

這款軟件提取的信息比較豐富，如果要求不高的話，只要能夠大概使用一下就好。比如它生成的音高，如果我們只是用來延時的話，那么只要把它擴大或者縮小一定倍數(shù)，使它落在頻率（周期）區(qū)間（前面講到是1.5～5kHZ，換算成半周期就是100us~500us左右），這樣就可以比較簡單的利用了。

總結(jié)：用蜂鳴器演奏樂曲，主要是要把握住兩個核心。 一個是音調(diào) ，這個通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)，其實就是通過精確延時來改變脈沖周期。 另一個是節(jié)拍 ，節(jié)拍可以簡單理解為兩個音調(diào)之間的時間間隔，要控制不同的節(jié)拍，其實就是隔多長的時間去刷新前面的音調(diào)，那么可以通過定時器中斷來實現(xiàn)，定時的時間就是節(jié)拍長度，一旦發(fā)生中斷，就刷新前面的音調(diào)，同時，給定時器裝載一個新的值。