• （十）51单片机——利用蜂鸣器播放《孤勇者》（附成果展示）

    目录

    硬件部分

    蜂鸣器介绍

    驱动电路 

    ULN2003

    乐理部分

    音符

    音符与频率对照

    代码部分

    运行结果

            随着最近孤勇者成为小朋友们的接头暗号之后，于是产生了利用单片机去播放孤勇者的想法，接下来我们来看看具体的实现以及效果展示吧！

    硬件部分

    蜂鸣器介绍

            首先我们使用的是51单片机的蜂鸣器来实现的，所以先来介绍一下蜂鸣器吧，如下图所示！

    • 蜂鸣器是一种将电信号转换为声音信号的器件，常用来产生设备的按键音、报警音等提示信号
    • 蜂鸣器按驱动方式可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器
    • 有源蜂鸣器：内部自带振荡源，将正负极接上直流电压即可持续发声，频率固定
    • 无源蜂鸣器：内部不带振荡源，需要控制器提供振荡脉冲才可发声，调整提供振荡脉冲的频率，可发出不同频率的声音

     

            之前在STM32上的那个蜂鸣器是有源蜂鸣器，频率固定，就只能发声，而在我们的51单片机上的这个蜂鸣器是属于无源蜂鸣器，所以需要我们来调整频率，从而来实现发出不同频率的声音。

    驱动电路 

            之前的32是使用三极管进行驱动的，起到放大信号的作用（不清楚的可以去32的笔记看看）。而51单片机使用的是集成电路进行驱动的(ULN2003)，接下来我们来简单介绍一下吧！

    ULN2003

            确实可以简单理解为一个放大电路，因为内部有一个非门，导致给1就有驱动能力（输出0，蜂鸣器才导通，所以才会响），但给0却无驱动能力（高阻态）。

    乐理部分

            接下来就到了单片机最难的部分了，乐理部分，这部分我不是特别清楚，如有错误还望指出。

            首先，每8个一组（C~B），也就是哆唻咪发嗦啦西，分为4组，每一组比上一组高8度。黑键与白键相差半个音调，白色与白色相差一个音调。简谱对应相应的音调也在图中有对应关系，就不一一举出了。但是要介绍一下升音符号（#）以及降音符号（b)，比如“#1”就是中央C升高半音，就是右上角的黑键。

    音符

            音符是用来记录不同长短的音的进行符号。全音符、二分音符、四分音符、八分音符、十六分音符是最常见的音符，具体的内容大家可以点击超链接去康康。其中四分音符一般是一个时间基准（500毫秒），后面加一个横线就是二分音符，下面加一个横线就是八分音符，以此类推。

    音符与频率对照

    计算周期以及重装载值 

    周期：12/11.0592/B2*1000000（因为我是11.0592HZ的晶振，所以是这样）

    重装载值：65536-D2（65536-周期一半）

    如下图所示：

     

    代码部分

            接下来就是按照我们计算之后的重装载值来进行编码了，在此过程中，还需要我们去了解音乐的简谱，在此我就给出一份简谱，感兴趣的同学可以自己去找相应的简谱来编写代码。

    1. // Buzzer.c
    2. #include 
    3. #include 
    4.  
    5. //蜂鸣器端口：
    6. sbit Buzzer=P1^5;
    7.  
    8. /**
    9.   * @brief  蜂鸣器私有延时函数，延时500us
    10.   * @param  无
    11.   * @retval 无
    12.   */
    13. void Buzzer_Delay500us()		//@11.0592MHz
    14. {
    15. 	unsigned char i;
    16.  
    17. 	_nop_();
    18. 	i = 227;
    19. 	while (--i);
    20. }
    21.  
    22.  
    23. /**
    24.   * @brief  蜂鸣器发声
    25.   * @param  ms 发声的时长，范围：0~32767
    26.   * @retval 无
    27.   */
    28. void Buzzer_Time(unsigned int ms)
    29. {
    30. 	unsigned int i;
    31. 	for(i=0;i2;i++)
    32. 	{
    33. 		Buzzer=!Buzzer;
    34. 		Buzzer_Delay500us();
    35. 	}
    36. }
    1. // main.c
    2. #include 
    3. #include "Delay.h"
    4. #include "Time0.h"
    5. #include "Buzzer.h"
    6.  
    7. //蜂鸣器端口：
    8. sbit Buzzer=P1^5;
    9.  
    10. #define SPEED 460
    11. //音符与索引对应表，P：休止符，L：低音，M：中音，H：高音，下划线：升半音符号#
    12. #define P	0
    13. #define L1	1
    14. #define L1_	2
    15. #define L2	3
    16. #define L2_	4
    17. #define L3	5
    18. #define L4	6
    19. #define L4_	7
    20. #define L5	8
    21. #define L5_	9
    22. #define L6	10
    23. #define L6_	11
    24. #define L7	12
    25. #define M1	13
    26. #define M1_	14
    27. #define M2	15
    28. #define M2_	16
    29. #define M3	17
    30. #define M4	18
    31. #define M4_	19
    32. #define M5	20
    33. #define M5_	21
    34. #define M6	22
    35. #define M6_	23
    36. #define M7	24
    37. #define H1	25
    38. #define H1_	26
    39. #define H2	27
    40. #define H2_	28
    41. #define H3	29
    42. #define H4	30
    43. #define H4_	31
    44. #define H5	32
    45. #define H5_	33
    46. #define H6	34
    47. #define H6_	35
    48. #define H7	36
    49. unsigned int FreqTable[] = {0,
    50. 	64303 ,63577 ,63691 ,63792 ,63892 ,63981 ,64070 ,64152 ,64229 ,64303 ,64372 ,64437 ,
    51. 	64499 ,64557 ,64612 ,64664 ,64713 ,64759 ,64803 ,64844 ,64883 ,64919 ,64954 ,64987 ,
    52. 	65018 ,65047 ,65074 ,65100 ,65125 ,65148 ,65169 ,65190 ,65209 ,65228 ,65245 ,65261
    53. };
    54.  
    55.  
    56. // 第一个H2意思是频率；第二个4，代表一个4分音符；code是把代码放到Flash里面。
    57. unsigned char code Music[]={
    58. 	H2,4,
    59. 	M7,4,
    60. 	H1,4,
    61. 	M6,4,
    62. 	
    63. 	H2,4,
    64. 	M7,4,
    65. 	H1,4,
    66. 	M6,4,
    67. //	// 注释部分是高潮的前面部分
    68. //	M3,4+4+4+4,
    69. //	P,4+4,	
    70. //	P,2,	
    71. //	M1,2,
    72. //	M2,2,
    73. //	M1,2,
    74. //	M3,4+4+4+4,
    75. //	P,4+2,
    76. //	M1,2,
    77. //	M2,2,
    78. //	M1,2,
    79. //	M2,2,
    80. //	M3,2,
    81. //	//
    82. //	L6,4+2,
    83. //	M1,2,
    84. //	L6,4+2,
    85. //	M1,2,
    86. //	
    87. //	L6,4+2,
    88. //	M1,2,
    89. //	M2,4,
    90. //	M1,4,
    91. //	
    92. //	L7,4+4+4+4,
    93. //	P,4+4+4+4,
    94. //	
    95. //	//
    96. //	M3,4+4+4+4,
    97. //	P,4+4,	
    98. //	P,2,	
    99. //	M1,2,
    100. //	M2,2,
    101. //	M1,2,
    102. //	M3,4+4+4+4,
    103. //	P,4+2,
    104. //	M1,2,
    105. //	M2,2,
    106. //	M1,2,
    107. //	M2,2,
    108. //	M3,2,
    109. //	//
    110. //	L6,4+2,
    111. //	M1,2,
    112. //	L6,4+2,
    113. //	M1,2,
    114. //	
    115. //	L6,4+2,
    116. //	M1,2,
    117. //	M3,4,
    118. //	M1,2,
    119. //	M2,2,
    120. //	
    121. //	L7,4+4+4+4,
    122. //	P,4+4+4+4,
    123. 	//
    124. //	H6,2,
    125. //	M1,2,
    126. //	M6,4+2+2+2,
    127. //	M5, 2,
    128. //	
    129. //	M6,4+2,
    130. //	M5,2,
    131. //	M6,2,
    132. //	M5,2,
    133. //	M6,2,
    134. //	
    135. //	M5,2+2,
    136. //	M3,2+2+4+4,
    137. //	P,4+4+4,
    138. //	H6,2,
    139. //	M1,2,
    140. 	//
    141. //	M6,4+2+2,
    142. //	M5,2,
    143. //	M6,2,
    144. //	M5,2,
    145.  
    146. //	M7,4+2+2,
    147. //	M6,2,
    148. //	M7,2+2,
    149. //	M6,4,
    150. //	M3,2+2+4,
    151. //	
    152. //	P,4+4+2,
    153. //	M3,2,
    154. //	M5,2,
    155. //	M3,2,
    156. 	//
    157. //	M2,4+2,
    158. //	M3,2,
    159. //	M2,4+2,
    160. //	M3,2,
    161.  
    162. //	M2,4+2,
    163. //	M3,2,
    164. //	M5,2,
    165. //	M3,2,
    166. //	M5,2,
    167. //	M3,2,
    168. //	
    169. //	M2,4+2,
    170. //	M3,2,
    171. //	M2,4+2,
    172. //	M3,2,
    173. //	
    174. //	M2,4+4+4,
    175. //	M1,2,
    176. //	M2,2,
    177. //	//
    178. //	M3,4,
    179. //	M6,4,
    180. //	M1,4,
    181. //	M3,2,
    182.  
    183. //	M2,4+2,
    184. //	M3,2,
    185. //	M2,4,
    186. //	M1,4,
    187. 	
    188. //	M6,4+4+4+4,
    189.  
    190.  
    191.  
    192.  
    193.  
    194. // 高潮部分
    195. 	P,4+4+4,
    196. 	M6,2,
    197. 	M7,2,
    198. 	//
    199. 	M1,2,
    200. 	M2,2,
    201. 	M7,2,
    202. 	M1,2+4+2,
    203. 	M7,2,
    204. 	
    205. 	M1,2,
    206. 	M2,2,
    207. 	M7,2,
    208. 	M1,2+4+2,
    209. 	M2,2,
    210. 	
    211. 	M3,2,
    212. 	M2,2,
    213. 	M3,2,
    214. 	M2,2,
    215. 	M3,4+2,
    216. 	M2,2,
    217. 	
    218. 	M3,4,
    219. 	M5,4,
    220. 	M3,4,
    221. 	M6,2,
    222. 	M7,2,
    223. 	//
    224. 	M1,2,
    225. 	M2,2,
    226. 	M7,2,
    227. 	M1,2+4+2,
    228. 	M7,2,
    229. 	
    230. 	M1,2,
    231. 	M2,2,
    232. 	M7,2,
    233. 	M1,2+4+2,
    234. 	M2,2,
    235. 	
    236. 	M3,2,
    237. 	M2,2,
    238. 	M3,2,
    239. 	M2,2,
    240. 	M3,4+2,
    241. 	M2,2,
    242. 	
    243. 	M3,4,
    244. 	M5,4,
    245. 	M3,4,
    246. 	M5,4,
    247. 	//
    248. 	M3,2+4,
    249. 	M5,2,
    250. 	M3,2+4,
    251. 	M5,2,
    252. 	
    253. 	M3,2,
    254. 	M5,2,
    255. 	M6,2,
    256. 	M3,2,
    257. 	M5,4,
    258. 	M5,4,
    259. 	
    260. 	M3,2+4,
    261. 	M5,2,
    262. 	M3,2+4,
    263. 	M5,2,
    264. //	
    265. 	M3,2,
    266. 	M5,2,
    267. 	M6,2,
    268. 	M3,2,
    269. 	M5,4,
    270. 	M5,2+2,
    271. //
    272. 	M3,4,
    273. 	M2,4,
    274. 	M2,4,
    275. 	M1,2,
    276. 	M3,2,
    277. 	
    278. 	M3,4,
    279. 	M2,4,
    280. 	M2,4,
    281. 	M1,2,
    282. 	M1,2,
    283. 	
    284. 	L6,4+4+4+4,
    285. 	P,4+4+4,
    286. 	M5,2+2,
    287.  
    288. 	//
    289. 	M3,4,
    290. 	M2,4,
    291. 	M2,4,
    292. 	M1,2,
    293. 	M3,2,
    294. 	
    295. 	M3,4,
    296. 	M2,4,
    297. 	M2,4,
    298. 	M1,2,
    299. 	M1,2,
    300. 	
    301. 	L6,4+4+4+4,
    302. 	P,4+4+4+4,
    303. 	
    304. 	0xFF
    305. };
    306. 	
    307.  
    308.  
    309.  
    310. unsigned char FreqSelect,MusicSelect;
    311. void main(){
    312. 	// 初始化定时器
    313. 	Timer0Init();
    314. 	while(1){
    315. 		// 判断是否是休止符
    316. 		if(Music[MusicSelect] != 0xFF){
    317. 			//发声
    318. 		FreqSelect = Music[MusicSelect];
    319. 		MusicSelect++;
    320. 			//持续时长
    321. 		Delay(SPEED/4*Music[MusicSelect]);
    322. 		MusicSelect++;
    323. 		TR0 = 0;
    324. 		Delay(5);
    325. 		TR0 = 1;
    326. 		}else{
    327. 			TR0 = 0;
    328. 		while(1);
    329. 	}
    330. 	}
    331. 		
    332. 	}
    333.  
    334.  
    335. void Timer0_Routine() interrupt 1
    336. {
    337. if(FreqTable[FreqSelect]){
    338. 	TL0 = FreqTable[FreqSelect] % 256;		//设置定时初始值
    339. 	TH0 = FreqTable[FreqSelect] / 256;	
    340. 	Buzzer =! Buzzer; // 响
    341. }
    342. 		
    343. 	}

    运行结果

    蜂鸣器《孤勇者》

            好了，对于蜂鸣器的知识就介绍到这了，如有错误还望及时指出。

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