Arduino教程-動(dòng)人的歌喉

ID:99556 · 發(fā)表于 2015-12-22 18:01

Hi，大家好！經(jīng)過之前的幾次學(xué)習(xí)，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(diǎn)兒不一樣的！這一次，讓我們聽一聽Arduino那動(dòng)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(zhǔn)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(gè)）
100Ω電阻（1個(gè)）
8Ω揚(yáng)聲器（1個(gè)）
壓力傳感器（1個(gè)）
面包線（若干）

這一次出現(xiàn)了兩個(gè)新面孔，一個(gè)是壓力傳感器，另一個(gè)是8Ω的揚(yáng)聲器。別擔(dān)心，雖然都是新面孔，上手還是超級(jí)簡(jiǎn)單的。一般來說，壓力傳感器輸出的信號(hào)為連續(xù)模擬信號(hào)，所以要想接收壓力傳感器發(fā)出的信號(hào)變化，需要將其連接到模擬信號(hào)引腳上。壓力傳感器的數(shù)值變化范圍一般為0～1023之間。
普通的8Ω揚(yáng)聲器就是一個(gè)數(shù)字輸出設(shè)備，所以需要將其連接到數(shù)字信號(hào)引腳上。通過這個(gè)揚(yáng)聲器，馬上我們就將可以感受到Arduino那美麗而動(dòng)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(jiǎn)單的提醒一下，與揚(yáng)聲器進(jìn)行串聯(lián)的電阻使用的是數(shù)值為100Ω的那個(gè)，另一個(gè)10kΩ的電阻是與壓力傳感器進(jìn)行串聯(lián)的。另外，注意在連接時(shí)，壓力傳感器的負(fù)級(jí)與連接到Arduino上的信號(hào)線是分開的兩根線，而且信號(hào)線是連接在壓力傳感器的負(fù)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(yáng)聲器的連接就比較簡(jiǎn)單了，只是期間串聯(lián)了一個(gè)100Ω的電阻。
好！最后一步！
添加幾行代碼首先，還是新建一個(gè)項(xiàng)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(duì)音調(diào)進(jìn)行變更，
// 我們提前在程序的最頂部預(yù)定義了
// 四個(gè)宏變量，每個(gè)宏變量代表一個(gè)
// 音調(diào)，可以讓揚(yáng)聲器發(fā)出不同的聲音。
// 宏變量在程序運(yùn)行中不得更改，
// 其使用方式可以簡(jiǎn)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(hào)為0
int forceSensorPin = 0;
// 對(duì)Arduino電路板或相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行初始化方法
void setup(void) {
// 開啟串行通信，并設(shè)置其頻率為9600。
// 如果沒有特別要求，此數(shù)值一般都為9600。
Serial.begin(9600);
}
// 系統(tǒng)調(diào)用，無限循環(huán)方法
void loop(void) {
// 從模擬引腳號(hào)為0的接口，讀取壓力傳感器的數(shù)值。
int forceSensorState =analogRead(forceSensorPin);
// 向調(diào)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(dāng)前讀取到的壓力傳感器的數(shù)值狀態(tài)。
Serial.print(forceSensorState);
// 簡(jiǎn)單根據(jù)壓力傳感器所受力的大小，
// 劃分了五個(gè)不同的等級(jí)。
if(forceSensorState < 10) {
// 當(dāng)壓力數(shù)值小于10時(shí)，不發(fā)出聲音，
// 并向調(diào)試窗口打印" - No pressure"字符串。
Serial.println(" - No pressure");
}else if(forceSensorState < 200) {
// 當(dāng)壓力大于10小于200時(shí)，發(fā)出聲音，
// 同時(shí)向調(diào)試窗口打印" - Light touch"字符串。
Serial.println(" - Light touch");
// tone()方法是讓歌喉發(fā)出動(dòng)人聲音的方法。
// 此方法共有三個(gè)參數(shù)，
// 從左邊算起，第一個(gè)參數(shù)為針腳號(hào)，此處為8，
// 也即數(shù)字信號(hào)引腳的8號(hào)引腳。
// 第二個(gè)參數(shù)為音調(diào)數(shù)值，此處為程序頂部預(yù)定義的
// 宏變量之一，例如此處為NOTE_B0。
// 第三個(gè)參數(shù)為音調(diào)的發(fā)聲時(shí)間長(zhǎng)度，單位為毫秒，
// 此處為100毫秒。
tone(8, NOTE_B0, 100);
}else if(forceSensorState < 500) {
// 當(dāng)壓力大于200小于500時(shí)，發(fā)出聲音，
// 同時(shí)向調(diào)試窗口打印" - Light squeeze"字符串。
Serial.println(" - Light squeeze");
// tone()方法向揚(yáng)聲器發(fā)送信號(hào)，讓其發(fā)出動(dòng)人的聲音。
// tone()方法詳細(xì)解釋同上。
tone(8, NOTE_AS2, 100);
}else if(forceSensorState < 800) {
// 當(dāng)壓力大于500小于800時(shí)，發(fā)出聲音，
// 同時(shí)向調(diào)試窗口打印" - Medium squeeze"字符串。
// tone()方法向揚(yáng)聲器發(fā)送信號(hào)，讓其發(fā)出動(dòng)人的聲音。
// tone()方法詳細(xì)解釋同上。
Serial.println(" - Medium squeeze");
tone(8, NOTE_AS3, 100);
}else{
// 當(dāng)壓力大于800時(shí)，發(fā)出聲音，
// 同時(shí)向調(diào)試窗口打印" - Big squeeze"字符串。
// tone()方法向揚(yáng)聲器發(fā)送信號(hào)，讓其發(fā)出動(dòng)人的聲音。
// tone()方法詳細(xì)解釋同上。
Serial.println(" - Big squeeze");
tone(8, NOTE_D6, 100);
}
// 延遲1000毫秒（也即1秒鐘）進(jìn)入下一次程序循環(huán)。
// 實(shí)際效果就是，每?jī)纱伟l(fā)聲之間有1秒鐘的時(shí)間間隔。
delay(1000);
}

復(fù)制代碼

完工！作為學(xué)習(xí)的實(shí)例，猛然看起來好像很麻煩，其實(shí)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(shí)話也就一個(gè)tone()方法而已，此方法中三個(gè)參數(shù)的解釋已經(jīng)在代碼的注釋中說過，這里就不重復(fù)解釋了。

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

圖片來源：Arduino串口調(diào)試窗口
在上圖窗口中，你將會(huì)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(shí)用手去按壓連接好的壓力傳感器，立刻就會(huì)聽到Arduino那動(dòng)人的歌喉！壓力傳感器會(huì)根據(jù)按壓的力道，會(huì)從歌喉里傳出不同的美妙音律！
總結(jié)我們通過這次學(xué)習(xí)，碰到了兩個(gè)新的硬件，一個(gè)是揚(yáng)聲器，另一個(gè)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(fù)雜，不過思路想清楚之后也還是比較簡(jiǎn)單的。揚(yáng)聲器的連接，期間串聯(lián)了一個(gè)電阻。軟件方面，為了讓揚(yáng)聲器發(fā)聲，程序中我們遇到了一個(gè)新面孔，那就是tone()方法。對(duì)于這個(gè)方法的使用，我們?cè)趯?shí)例代碼的注釋中也已經(jīng)詳細(xì)說明。嗯，差不多這次主要就是這些！
下期預(yù)告
既然我們可以借助壓力傳感器讓揚(yáng)聲器發(fā)出不同的聲音，那我們可不可以拋棄壓力傳感器，直接讓揚(yáng)聲器發(fā)出聲音呢？答案當(dāng)然是可以！好！下一次，就讓我們把Arduino的動(dòng)人歌喉變成跨時(shí)代的留聲機(jī)！

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