基于Arduino的電子音樂發(fā)聲器設計

趙云娥　吳振強

摘要：Arduino是一塊基于開放原始代碼的Simple 110平臺，具有使用簡單，功能多樣，價格低廉等優(yōu)點，廣泛應用于電子系統(tǒng)設計和互動產(chǎn)品開發(fā)方面。系統(tǒng)以ArduinoUNO開發(fā)平臺為控制核心，充分利用其內(nèi)部Tone庫，以數(shù)組形式組織樂曲的音高和節(jié)拍數(shù)據(jù)，通過串口和外圍無源蜂鳴器進行通信，實現(xiàn)了電子音樂播放，隨音樂節(jié)拍亮滅的LED為設計添加了溫馨感。本系統(tǒng)成本低廉，可靠性高，可實現(xiàn)樂曲DIY，有良好的擴展性。

關鍵詞：Arduino；音樂發(fā)聲器；音高；節(jié)拍

DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2017.2.010

引言

Arduino是一個基于開放原始代碼的Sireple I/O平臺，由硬件（MCU及外圍電路）和軟件（編程接口和語言）兩部分組成。它基于單片機系統(tǒng)開發(fā)，具有使用簡單，功能多樣，價格低廉等優(yōu)點，廣泛應用于電子系統(tǒng)設計和互動產(chǎn)品開發(fā)方面。目前市場所見電子音樂發(fā)聲器調(diào)節(jié)不便，價格較高，不能很好地實現(xiàn)和使用者的交互。本電子音樂發(fā)聲器的設計以ArduinoUNo板為控制核心，在相關樂理基礎知識上，充分利用Arduino編輯器自帶Tone擴展庫，以數(shù)組形式輸出各音符的指定頻率和節(jié)拍，送到無源蜂鳴器和彩色LED，實現(xiàn)了音樂播放和隨音樂節(jié)奏亮滅的LED效果。在操作方面，可以通過簡單修改數(shù)組數(shù)據(jù)（音高和節(jié)拍）實現(xiàn)電子音樂的DIY，在欣賞美妙音樂的同時，充分發(fā)揮使用者的創(chuàng)造性。

1 系統(tǒng)硬件設計

本發(fā)聲器以ArduinoUNO為控制核心，外部電路包括控制電路、蜂鳴器電路、LED顯示節(jié)奏電路，系統(tǒng)硬件電路圖如圖1所示。開關S1對整個電路起控制作用，當檢測到開關按下，即D3端口為高電平時，電路開始工作。……