Arduino教程-动人的歌喉

ID:99556 · 发表于 2015-12-22 18:01

Hi，大家好！经过之前的几次学习，Arduino一直保持沉默，任意听从我们的摆布。从今天开始，我们将来点儿不一样的！这一次，让我们听一听Arduino那动人的歌喉！好！直奔主题，还是先看一看我们需要做一些什么样的准备吧！
硬件方面

图片来源：Arduino电路配件
具体包括如下：

Arduino UNO电路板（1块）
面包板（1块）
10kΩ电阻（1个）
100Ω电阻（1个）
8Ω扬声器（1个）
压力传感器（1个）
面包线（若干）

这一次出现了两个新面孔，一个是压力传感器，另一个是8Ω的扬声器。别担心，虽然都是新面孔，上手还是超级简单的。一般来说，压力传感器输出的信号为连续模拟信号，所以要想接收压力传感器发出的信号变化，需要将其连接到模拟信号引脚上。压力传感器的数值变化范围一般为0～1023之间。
普通的8Ω扬声器就是一个数字输出设备，所以需要将其连接到数字信号引脚上。通过这个扬声器，马上我们就将可以感受到Arduino那美丽而动人的歌喉！
软件方面Arduino官方提供的IDE。
好的！下面来连接电路。
连接电路

图片来源：Arduino电路连接
这里我们要简单的提醒一下，与扬声器进行串联的电阻使用的是数值为100Ω的那个，另一个10kΩ的电阻是与压力传感器进行串联的。另外，注意在连接时，压力传感器的负级与连接到Arduino上的信号线是分开的两根线，而且信号线是连接在压力传感器的负极上，也就是说呢，连接压力传感器一共需要四根面包线，嗯！扬声器的连接就比较简单了，只是期间串联了一个100Ω的电阻。
好！最后一步！
添加几行代码首先，还是新建一个项目窗口。

图片来源：Arduino官方IDE
接下来我们向其中添加如下代码：

// 为了在程序中方便对音调进行变更，
// 我们提前在程序的最顶部预定义了
// 四个宏变量，每个宏变量代表一个
// 音调，可以让扬声器发出不同的声音。
// 宏变量在程序运行中不得更改，
// 其使用方式可以简单理解成常量。
#define NOTE_B0 31
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_D6 1175
// 定义压力传感器的输入针脚号为0
int forceSensorPin = 0;
// 对Arduino电路板或相关状态进行初始化方法
void setup(void) {
// 开启串行通信，并设置其频率为9600。
// 如果没有特别要求，此数值一般都为9600。
Serial.begin(9600);
}
// 系统调用，无限循环方法
void loop(void) {
// 从模拟引脚号为0的接口，读取压力传感器的数值。
int forceSensorState =analogRead(forceSensorPin);
// 向调试窗口打印字符串"Analog reading = "
Serial.print("Analog reading = ");
// 紧接着上一行字符串的后面，
// 输出当前读取到的压力传感器的数值状态。
Serial.print(forceSensorState);
// 简单根据压力传感器所受力的大小，
// 划分了五个不同的等级。
if(forceSensorState < 10) {
// 当压力数值小于10时，不发出声音，
// 并向调试窗口打印" - No pressure"字符串。
Serial.println(" - No pressure");
}else if(forceSensorState < 200) {
// 当压力大于10小于200时，发出声音，
// 同时向调试窗口打印" - Light touch"字符串。
Serial.println(" - Light touch");
// tone()方法是让歌喉发出动人声音的方法。
// 此方法共有三个参数，
// 从左边算起，第一个参数为针脚号，此处为8，
// 也即数字信号引脚的8号引脚。
// 第二个参数为音调数值，此处为程序顶部预定义的
// 宏变量之一，例如此处为NOTE_B0。
// 第三个参数为音调的发声时间长度，单位为毫秒，
// 此处为100毫秒。
tone(8, NOTE_B0, 100);
}else if(forceSensorState < 500) {
// 当压力大于200小于500时，发出声音，
// 同时向调试窗口打印" - Light squeeze"字符串。
Serial.println(" - Light squeeze");
// tone()方法向扬声器发送信号，让其发出动人的声音。
// tone()方法详细解释同上。
tone(8, NOTE_AS2, 100);
}else if(forceSensorState < 800) {
// 当压力大于500小于800时，发出声音，
// 同时向调试窗口打印" - Medium squeeze"字符串。
// tone()方法向扬声器发送信号，让其发出动人的声音。
// tone()方法详细解释同上。
Serial.println(" - Medium squeeze");
tone(8, NOTE_AS3, 100);
}else{
// 当压力大于800时，发出声音，
// 同时向调试窗口打印" - Big squeeze"字符串。
// tone()方法向扬声器发送信号，让其发出动人的声音。
// tone()方法详细解释同上。
Serial.println(" - Big squeeze");
tone(8, NOTE_D6, 100);
}
// 延迟1000毫秒（也即1秒钟）进入下一次程序循环。
// 实际效果就是，每两次发声之间有1秒钟的时间间隔。
delay(1000);
}

复制代码

完工！作为学习的实例，猛然看起来好像很麻烦，其实删除中间的文字注释，一共也不到三十行的代码！而其中真正的新面孔说实话也就一个tone()方法而已，此方法中三个参数的解释已经在代码的注释中说过，这里就不重复解释了。

图片来源：Arduino官方IDE的文件编辑菜单选项
好的！最后点击上图中标有向右指向的箭头图标，将编写好的代码烧入Arduino UNO电路板。然后单击上图中最右侧的放大镜图标，打开串口调试窗口，如下图所示。

图片来源：Arduino串口调试窗口
在上图窗口中，你将会看到每隔1秒钟打印一条描述信息。如果电路连接一切正常，此时用手去按压连接好的压力传感器，立刻就会听到Arduino那动人的歌喉！压力传感器会根据按压的力道，会从歌喉里传出不同的美妙音律！
总结我们通过这次学习，碰到了两个新的硬件，一个是扬声器，另一个是压力传感器。压力传感器的电路连接，一开始可能看起来有些复杂，不过思路想清楚之后也还是比较简单的。扬声器的连接，期间串联了一个电阻。软件方面，为了让扬声器发声，程序中我们遇到了一个新面孔，那就是tone()方法。对于这个方法的使用，我们在实例代码的注释中也已经详细说明。嗯，差不多这次主要就是这些！
下期预告
既然我们可以借助压力传感器让扬声器发出不同的声音，那我们可不可以抛弃压力传感器，直接让扬声器发出声音呢？答案当然是可以！好！下一次，就让我们把Arduino的动人歌喉变成跨时代的留声机！

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