Arduino教程-動人的歌喉

ID:99556 · 發表于 2015-12-22 18:01

Hi，大家好！經過之前的幾次學習，Arduino一直保持沉默，任意聽從我們的擺布。從今天開始，我們將來點兒不一樣的！這一次，讓我們聽一聽Arduino那動人的歌喉！好！直奔主題，還是先看一看我們需要做一些什么樣的準備吧！
硬件方面

圖片來源：Arduino電路配件
具體包括如下：

Arduino UNO電路板（1塊）
面包板（1塊）
10kΩ電阻（1個）
100Ω電阻（1個）
8Ω揚聲器（1個）
壓力傳感器（1個）
面包線（若干）

這一次出現了兩個新面孔，一個是壓力傳感器，另一個是8Ω的揚聲器。別擔心，雖然都是新面孔，上手還是超級簡單的。一般來說，壓力傳感器輸出的信號為連續模擬信號，所以要想接收壓力傳感器發出的信號變化，需要將其連接到模擬信號引腳上。壓力傳感器的數值變化范圍一般為0～1023之間。
普通的8Ω揚聲器就是一個數字輸出設備，所以需要將其連接到數字信號引腳上。通過這個揚聲器，馬上我們就將可以感受到Arduino那美麗而動人的歌喉！
軟件方面Arduino官方提供的IDE。
好的！下面來連接電路。
連接電路

圖片來源：Arduino電路連接
這里我們要簡單的提醒一下，與揚聲器進行串聯的電阻使用的是數值為100Ω的那個，另一個10kΩ的電阻是與壓力傳感器進行串聯的。另外，注意在連接時，壓力傳感器的負級與連接到Arduino上的信號線是分開的兩根線，而且信號線是連接在壓力傳感器的負極上，也就是說呢，連接壓力傳感器一共需要四根面包線，嗯！揚聲器的連接就比較簡單了，只是期間串聯了一個100Ω的電阻。
好！最后一步！
添加幾行代碼首先，還是新建一個項目窗口。

圖片來源：Arduino官方IDE
接下來我們向其中添加如下代碼：

// 為了在程序中方便對音調進行變更，
// 我們提前在程序的最頂部預定義了
// 四個宏變量，每個宏變量代表一個
// 音調，可以讓揚聲器發出不同的聲音。
// 宏變量在程序運行中不得更改，
// 其使用方式可以簡單理解成常量。
#define NOTE_B0 31
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_D6 1175
// 定義壓力傳感器的輸入針腳號為0
int forceSensorPin = 0;
// 對Arduino電路板或相關狀態進行初始化方法
void setup(void) {
// 開啟串行通信，并設置其頻率為9600。
// 如果沒有特別要求，此數值一般都為9600。
Serial.begin(9600);
}
// 系統調用，無限循環方法
void loop(void) {
// 從模擬引腳號為0的接口，讀取壓力傳感器的數值。
int forceSensorState =analogRead(forceSensorPin);
// 向調試窗口打印字符串"Analog reading = "
Serial.print("Analog reading = ");
// 緊接著上一行字符串的后面，
// 輸出當前讀取到的壓力傳感器的數值狀態。
Serial.print(forceSensorState);
// 簡單根據壓力傳感器所受力的大小，
// 劃分了五個不同的等級。
if(forceSensorState < 10) {
// 當壓力數值小于10時，不發出聲音，
// 并向調試窗口打印" - No pressure"字符串。
Serial.println(" - No pressure");
}else if(forceSensorState < 200) {
// 當壓力大于10小于200時，發出聲音，
// 同時向調試窗口打印" - Light touch"字符串。
Serial.println(" - Light touch");
// tone()方法是讓歌喉發出動人聲音的方法。
// 此方法共有三個參數，
// 從左邊算起，第一個參數為針腳號，此處為8，
// 也即數字信號引腳的8號引腳。
// 第二個參數為音調數值，此處為程序頂部預定義的
// 宏變量之一，例如此處為NOTE_B0。
// 第三個參數為音調的發聲時間長度，單位為毫秒，
// 此處為100毫秒。
tone(8, NOTE_B0, 100);
}else if(forceSensorState < 500) {
// 當壓力大于200小于500時，發出聲音，
// 同時向調試窗口打印" - Light squeeze"字符串。
Serial.println(" - Light squeeze");
// tone()方法向揚聲器發送信號，讓其發出動人的聲音。
// tone()方法詳細解釋同上。
tone(8, NOTE_AS2, 100);
}else if(forceSensorState < 800) {
// 當壓力大于500小于800時，發出聲音，
// 同時向調試窗口打印" - Medium squeeze"字符串。
// tone()方法向揚聲器發送信號，讓其發出動人的聲音。
// tone()方法詳細解釋同上。
Serial.println(" - Medium squeeze");
tone(8, NOTE_AS3, 100);
}else{
// 當壓力大于800時，發出聲音，
// 同時向調試窗口打印" - Big squeeze"字符串。
// tone()方法向揚聲器發送信號，讓其發出動人的聲音。
// tone()方法詳細解釋同上。
Serial.println(" - Big squeeze");
tone(8, NOTE_D6, 100);
}
// 延遲1000毫秒（也即1秒鐘）進入下一次程序循環。
// 實際效果就是，每兩次發聲之間有1秒鐘的時間間隔。
delay(1000);
}

復制代碼

完工！作為學習的實例，猛然看起來好像很麻煩，其實刪除中間的文字注釋，一共也不到三十行的代碼！而其中真正的新面孔說實話也就一個tone()方法而已，此方法中三個參數的解釋已經在代碼的注釋中說過，這里就不重復解釋了。

圖片來源：Arduino官方IDE的文件編輯菜單選項
好的！最后點擊上圖中標有向右指向的箭頭圖標，將編寫好的代碼燒入Arduino UNO電路板。然后單擊上圖中最右側的放大鏡圖標，打開串口調試窗口，如下圖所示。

圖片來源：Arduino串口調試窗口
在上圖窗口中，你將會看到每隔1秒鐘打印一條描述信息。如果電路連接一切正常，此時用手去按壓連接好的壓力傳感器，立刻就會聽到Arduino那動人的歌喉！壓力傳感器會根據按壓的力道，會從歌喉里傳出不同的美妙音律！
總結我們通過這次學習，碰到了兩個新的硬件，一個是揚聲器，另一個是壓力傳感器。壓力傳感器的電路連接，一開始可能看起來有些復雜，不過思路想清楚之后也還是比較簡單的。揚聲器的連接，期間串聯了一個電阻。軟件方面，為了讓揚聲器發聲，程序中我們遇到了一個新面孔，那就是tone()方法。對于這個方法的使用，我們在實例代碼的注釋中也已經詳細說明。嗯，差不多這次主要就是這些！
下期預告
既然我們可以借助壓力傳感器讓揚聲器發出不同的聲音，那我們可不可以拋棄壓力傳感器，直接讓揚聲器發出聲音呢？答案當然是可以！好！下一次，就讓我們把Arduino的動人歌喉變成跨時代的留聲機！

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