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
所需硬件：
- Arduino（任何版本–此处使用UNO）
- 压电扬声器/蜂鸣器或任何其他8ohm扬声器。
- 面包板
- 连接线
- 按按钮
- 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)Parameterspin: 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
- 音调
- 音符持续时间
- 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 musicCode by : B.Aswinth RajDated: 15-06-2017Website: 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：
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：
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 delaytone(8, Pirates_note[thisNote], noteDuration);int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.05; //Here 1.05 is tempo, increase to play it slowerdelay(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。
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 delaytone(8, Pirates_note[thisNote], noteDuration);int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.05; //Here 1.05 is tempo, increase to play it slowerdelay(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 delaytone(8, CrazyFrog_note[thisNote], noteDuration);int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;//Here 1.30 is tempo, decrease to play it fasterdelay(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 delaytone(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 delaytone(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(); }
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