STM32 使用STM32F103控制无源蜂鸣器发声播放音乐

时间：2024-04-13 07:22:23

使用STM32控制无源蜂鸣器发声播放音乐

【注：学习STM32总结做的笔记，大神勿喷。有不足之处还望不吝赐教。
-----本篇大部分转载而来，有侵权请联系作者，谢谢。】
原博客地址：
https://blog.****.net/fanxp66/article/details/80264700
https://blog.****.net/SNEZ_H/article/details/71172010

一、无源蜂鸣器和有源蜂鸣器
有源蜂鸣器内含振荡源，只要一通电就发声，但发生频率固定，音色单一；无源蜂鸣器内部不含振荡源，内部结构相当于电磁场扬声器，可以通过给他输出一定频率的信号才能发声。
人耳能听到的频率范围在20Hz–20kHz之间，通过STM32的GPIO引脚快速切换高低电平输出就能实现无源蜂鸣器的发声，切换的频率不同，发出的音调就不一样。

二、音乐播放的实现
一段音乐就是不同频率的声音按一定的时间节拍转换发出。所以音乐包含音调和节拍信息。

程序中首先准备音频数据表：

// 低Si Do Re Mi Fa So La Si ¸高Do¸高Re¸高Mi¸高Fa¸高So 无
uc16 tone[] ={247,262,294,330,349,392,440,294,523, 587, 659, 698, 784, 1000};
u8 music[]={ 5,5,6,8,7,6,5,6,13,13,……};//音调
u8 time[] = { 2,4,2,2,2,2,2,8,4, 4, ……}; //节拍时间
依次从音调数组中取music[i]，然后根据music[i]的值在tone数组中得到该音的发声频率(tone[music[i]])，调用sound函数控制蜂鸣器发声，声音的发声时间有time数组控制。

如果我们能够控制好频率和节拍，那就有可能演奏出动听的音乐。因此，我们首先需要搞清楚各音调的频率，具体见下表（分别为低音、中音和高音）：
STM32 使用STM32F103控制无源蜂鸣器发声播放音乐
我们知道了音调的频率后，下一步就是控制音符的演奏时间。每个音符都会播放一定的时间，这样才能构成一首优美的曲子，而不是生硬的一个调的把所有的音符一股脑的都播放出来。音符节奏分为一拍、半拍、1/4拍、1/8拍，我们规定一拍音符的时间为1；半拍为0.5；1/4拍为0.25；1/8拍为0.125……，所以我们可以为每个音符赋予这样的拍子播放出来，音乐就成了。
STM32 使用STM32F103控制无源蜂鸣器发声播放音乐
从简谱看，该音乐是C调的，这里的各音符对应的频率对应的是上表中C调的部分。另外，该音乐为四分之三拍，每个对应为1拍。（我们知道，音符节奏分为一拍、半拍、1/4拍、1/8拍，我们规定一拍音符的时间为1；半拍为0.5；1/4拍为0.25；1/8拍为0.125……，）几个特殊音符说明如下：
第一，普通音符。如第一个音符5，对应频率393，占1拍。
第二，带下划线音符，表示0.5拍；两个下划线是四分之一拍（0.25）。
第三，有的音符后带一个点，表示多加0.5拍，即1+0.5。
第四，有的音符后带一个“—”，表示多加1拍，即1+1。
第五，有的两个连续的音符上面带弧线，表示连音，可以稍微改下连音后面那个音的频率，比如减少或增加一些数值（需自己调试），这样表现会更流畅，其实不做处理，影响也不大。

** 注：因为我不会看乐谱，编的并不怎么样，所以。。。如果要改成别的歌曲，改时间和音调就可以了。**

源码地带：
beep.c

#include "beep.h"
#include "delay.h"

 int melody[] = {50, 50, 50, 50, 200, 200, 200, 400, 400, 500, 500, 500};
 
void BEEP_Init(void)
{ 
 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;  
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
 GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_11);
    
// GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_11);
}

void Sound(u16 frq)
{
    u32 time;
    if(frq != 1000)
    {
        time = 500000/((u32)frq);
        BEEP = 1;
        delay_us(time);
        BEEP = 0;
        delay_us(time);
    }else
        delay_us(1000);
}
void Sound2(u16 time)
{
    BEEP = 1;
    delay_ms(time);
    BEEP = 0;
    delay_ms(time);
}

void play_successful(void)
{
    int id=0;
    for(id = 0 ;id < 12 ;id++)
    {
        Sound2(melody[id]);
    }
}
void play_failed(void)
{
    int id=0;
    for(id = 11 ;id >=0 ;id--)
    {
        Sound2(melody[id]);
    }
}
void play_music(void)
{    
//红海情歌
//    uc16 tone[] = {247,262,294,330,349,392,440,294,523,587,659,698,784,1000};    
//    u8 music[]={5,5,6,8,7,6,5,6,13,13,5,5,6,8,7,6,5,3,13,13,2,2,3,5,3,5,6,3,2,1,6,6,5,6,5,3,6,5,13,13,
//                  5,5,6,8,7,6,5,6,13,13,5,5,6,8,7,6,5,3,13,13,2,2,3,5,3,5,6,3,2,1,6,6,5,6,5,3,6,1,    
//              13,8,9,10,10,9,8,10,9,8,6,13,6,8,9,9,8,6,9,8,6,5,13,2,3,5,5,3,5,5,6,8,7,6,6,10,9,9,8,6,5,6,8  };            
//    u8 time[] = {2,4,2,2,2,2,2,8,4, 4,2,4,2,2,2,2,2,8,4, 4, 2,4,2,4,2,2,4,2,2,8,2,4,2,2,2,2,2,8,4 ,4, 
//                2,4,2,2,2,2,2,8,4, 4,2,4,2,2,2,2,2,8,4,4,2,4,2,4,2,2,4,2,2,8,2,4,2,2,2,2,2,8,
//                4,2,2,2,4,2,2,2,2,2,8,4,2,2,2,4,2,2,2,2,2,8,4,2,2,2,4,2,2,5,2,6,2,4,2,2,2,4,2,4,2,2,12  };

/*************************************************************************************************************************/
    
//生日快乐    
                  // 0   1   2   3   4   5   6   7  低1  低2 低3 低4 低5 低6低7
    uc16 tone[] ={250,262,294,330,350,393,441,495,525,589,661,700,786,882,990}; //音调        
    u8 music[]={5,5,6,5,8,7,5,5,6,5,9,8,5,5,12,10,8,7,6,11,
                  11,10,8,9,8,5,5,8,5,5,12,10,8,7,6,11,11,10,8,9,8    //乐谱音调
    };     
        u8 time[] = {1,2,2,2,2,4,1,2,2,2,2,4,1,2,2,2,1,4,
                      4,1,2,2,2,2,4,1,2,4,1,2,2,2,1,4, 4,1,2,2,2,2,4,4        //节拍时间
        }; 
                    
    u32 yanshi;
    u16 i,e;
    yanshi = 10;
    for(i=0;i<sizeof(music)/sizeof(music[0]);i++){
        for(e=0;e<((u16)time[i])*tone[music[i]]/yanshi;e++){
            Sound((u32)tone[music[i]]);
        }    
    }
}

beep.h

#ifndef __BEEP_H
#define __BEEP_H     
#include "sys.h"

#define BEEP PAout(11)  

void BEEP_Init(void);         
void Sound(u16 frq);
void Sound2(u16 time);
void play_music(void);
void play_successful(void);
void play_failed(void);

#endif

main.c

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "key.h"
#include "led.h"
#include "beep.h" 

int main(void)
 {    
    delay_init(); 
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);     
    KEY_Init(); 
    LED_Init(); 
    BEEP_Init(); 

    while(1)
    {                
       play_music();        
    }    
}

文件源码下载链接：https://download.****.net/download/qq_28056277/10853285
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