一蜒蕾、介紹
?? 蜂鳴器是音頻信號裝置薇芝，蜂鳴器可分為有源蜂鳴器和無源蜂鳴器茫死。有源蜂鳴器直接接上額定電源就可以連續(xù)發(fā)聲；而無源蜂鳴器則和電磁揚聲器一樣狈癞，需要接在音頻輸出電路中才能周期性地振動發(fā)聲茄靠。
二、組件
★Raspberry Pi 3主板*1
★樹莓派電源*1
★40P軟排線*1
★有源蜂鳴器模塊*1
★無源蜂鳴器模塊*1
★雙色LED模塊*1
★面包板*1
★跳線若干
三蝶桶、實驗原理
??有源蜂鳴器內(nèi)置振蕩源慨绳，所以通電時會發(fā)出聲音。但無源蜂鳴器沒有這種內(nèi)置振蕩源真竖，所以如果使用直流信號脐雪，他不會發(fā)出轟鳴聲；相反恢共，你需要使用頻率在2k到5k之間的方波來驅(qū)動它战秋。由于有內(nèi)置振蕩電路，所以有源蜂鳴器通常比無源蜂鳴器昂貴讨韭。
??將兩個蜂鳴器的引腳朝上获询，你可以看到帶有綠色電路板的引腳是一個無源蜂鳴器。而另一個帶有黑色塑料外殼拐袜，而不是電路板的蜂鳴器是有源蜂鳴器吉嚣。
四、實驗步驟
有源蜂鳴器：
??第1步：連接電路蹬铺。這里要注意的是：蜂鳴器的電源是使用的3.3V尝哆，而不是前面實驗所使用的5V，若使用5V電源甜攀，蜂鳴器會異常秋泄。
| 樹莓派 | T型轉(zhuǎn)接板 | 有源蜂鳴器 |
|---|---|---|
| GPIO 0（序號11） | GPIO 17 | SIG（I/O） |
| 3.3V | 3.3V | VCC |
| GND | GND | GND |
??第2步：編程。通過改變輸入到蜂鳴器的信號電平规阀，低電平是響恒序，高電平是停止響來控制蜂鳴器。
#!/usr/bin/env python
import RPi.GPIO as GPIO
import time
Buzzer = 11 # pin11
def setup(pin):
global BuzzerPin
BuzzerPin = pin
GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # Numbers GPIOs by physical location
GPIO.setup(BuzzerPin, GPIO.OUT)
GPIO.output(BuzzerPin, GPIO.HIGH)
def on():
GPIO.output(BuzzerPin, GPIO.LOW)
#低電平是響
def off():
GPIO.output(BuzzerPin, GPIO.HIGH)
#高電平是停止響
def beep(x): #響3秒后停止3秒
on()
time.sleep(x)
off()
time.sleep(x)
def loop():
while True:
beep(3)
def destroy():
GPIO.output(BuzzerPin, GPIO.HIGH)
GPIO.cleanup() # Release resource
if __name__ == '__main__': # Program start from here
setup(Buzzer)
try:
loop()
except KeyboardInterrupt: # When 'Ctrl+C' is pressed, the child program destroy() will be executed.
destroy()
無源蜂鳴器：
??第1步：連接電路谁撼。這里要注意的是：蜂鳴器的電源是使用的3.3V歧胁，而不是前面實驗所使用的5V，若使用5V電源厉碟，蜂鳴器會異常喊巍。
| 樹莓派 | T型轉(zhuǎn)接板 | 無源蜂鳴器 |
|---|---|---|
| GPIO 0（序號11） | GPIO 17 | SIG（I/O） |
| 3.3V | 3.3V | VCC |
| GND | GND | GND |
??第2步：編程前先介紹本次編程需要的幾個知識點：
??使用無源蜂鳴器，只要輸出不同頻率的PWM波箍鼓，即可發(fā)出不同的音符崭参。不同的音符組合起來就是一個曲子了。
樂譜簡析:
音階
??音階是音樂必不可少的要素款咖，主要由聲音的頻率決定何暮。通過給蜂鳴器不同頻率的音頻脈沖奄喂，可以產(chǎn)生不同的音階，而要產(chǎn)生某頻率的音頻脈沖海洼，最簡單的辦法是以該音頻的頻率除以2的值跨新，函數(shù)ChangeFrequency(Frequency)使用該值為參數(shù)改變蜂鳴器輸入方波信號的頻率，蜂鳴器上就可發(fā)出該頻率的聲音贰军。
??若想改變音階玻蝌，只需要改變頻率即可蟹肘。下表為各音調(diào)音符頻率對照表词疼，據(jù)此可產(chǎn)生不同音階的音符×备梗“#”表示半音贰盗，用于上升或下降半個音，乘以2就提升該聲音一個8度音階阳欲，減半則降一個8度舵盈。
無源蜂鳴器音階頻率對照表- 節(jié)拍
??若要構(gòu)成音樂，光有音階是不夠的球化，還需要節(jié)拍秽晚，也就是音符持續(xù)時間的長短，一般用拍數(shù)表示筒愚。至于1拍是多少秒赴蝇，沒有嚴(yán)格的規(guī)定，只要節(jié)拍適宜巢掺，聲音悅耳即可句伶。假如某首歌曲的節(jié)奏是每分鐘120拍，那么1拍為0．5 s陆淀，1／4拍為0．125 s考余，以此類推可得到其他節(jié)拍對應(yīng)的時長。這樣轧苫，利用不同的頻率楚堤，加上與拍數(shù)對應(yīng)的延時，就構(gòu)成了樂曲含懊。
??第3步：開始編程钾军。按照蜂鳴器音階頻率對照表，定義C調(diào)低绢要、中吏恭、高各音符，對應(yīng)的頻率的列表重罪。CL表示C調(diào)低音符列表樱哼。
#!/usr/bin/env python
import RPi.GPIO as GPIO
import time
Buzzer = 11
CL = [0, 131, 147, 165, 175, 196, 211, 248]
# C調(diào)低音符的頻率列表哀九，第一位為0是占位用，后面不使用
#除0外搅幅，依次是1do阅束、2re、3mi茄唐、4fa息裸、5sol、6la沪编、7si
CM = [0, 262, 294, 330, 350, 393, 441, 495]
# Frequency of Middle C notes
CH = [0, 525, 589, 661, 700, 786, 882, 990]
# Frequency of High C notes
??第4步：利用上面定義的頻率的列表呼盆，定義歌曲的音符和節(jié)拍列表。
song_0 = [ CL[1], CL[2], CL[3], CL[4], CL[5], CL[6], CL[7],
CM[1], CM[2], CM[3], CM[4], CM[5], CM[6], CM[7],
CH[1], CH[2], CH[3], CH[4], CH[5], CH[6], CH[7] ]
# song_0表示從低音do依次到高音si的音符列表
beat_0 = [ 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
2, 2, 2, 2, 2, 2, 2 ]
# song_0的節(jié)拍蚁廓， 2表示2個1/8節(jié)拍访圃。一個1/8節(jié)拍為0.5秒延遲。
song_1 = [ CM[3], CM[5], CM[6], CM[3], CM[2], CM[3], CM[5], CM[6],
CH[1], CM[6], CM[5], CM[1], CM[3], CM[2], CM[2], CM[3],
CM[5], CM[2], CM[3], CM[3], CL[6], CL[6], CL[6], CM[1],
CM[2], CM[3], CM[2], CL[7], CL[6], CM[1], CL[5] ]
# Notes of song1
beat_1 = [ 1, 1, 3, 1, 1, 3, 1, 1,
1, 1, 1, 1, 1, 1, 3, 1,
1, 3, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
1, 1, 3 ]
# Beats of song 1, 1 means 1/8 beats
song_2 = [ CM[1], CM[1], CM[1], CL[5], CM[3], CM[3], CM[3], CM[1],
CM[1], CM[3], CM[5], CM[5], CM[4], CM[3], CM[2], CM[2],
CM[3], CM[4], CM[4], CM[3], CM[2], CM[3], CM[1], CM[1],
CM[3], CM[2], CL[5], CL[7], CM[2], CM[1] ]
# Notes of song2
beat_2 = [ 1, 1, 2, 2, 1, 1, 2, 2,
1, 1, 2, 2, 1, 1, 3, 1,
1, 2, 2, 1, 1, 2, 2, 1,
1, 2, 2, 1, 1, 3 ]
# Beats of song 2, 1 means 1/8 beats,0.5 second
??第5步：定義初始化設(shè)置函數(shù)setup()相嵌。
def setup():
GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # Numbers GPIOs by physical location
GPIO.setup(Buzzer, GPIO.OUT) # Set pins' mode is output
global Buzz # Assign a global variable to replace GPIO.PWM
Buzz = GPIO.PWM(Buzzer, 440) # 440 is initial frequency.
Buzz.start(50) # Start Buzzer pin with 50% duty ration
??第6步：定義循環(huán)函數(shù)loop()腿时，主要有三部分，分別播放3首曲子饭宾。
def loop():
while True:
#--------------------------------------------
print '\n\n Playing Low C notes...'
for i in range(0, 7): # Play song 0的C調(diào)低音音符
Buzz.ChangeFrequency(song_0[i])
# 根據(jù)歌曲的音符改變頻率
print i #打印i的值
time.sleep(beat_0[i] * 0.5)
# 根據(jù)節(jié)拍列表每個音符延遲1秒批糟，2 beats*0.5s=1s
print '\n\n Playing Middle C notes...'
for i in range(7, 14): # Play song 0
Buzz.ChangeFrequency(song_0[i]) # Change the frequency along the song note
print i
time.sleep(beat_0[i] * 0.5) # delay a note for beat * 0.5s
print '\n\n Playing High C notes...'
for i in range(14, 21): # Play song 0
Buzz.ChangeFrequency(song_0[i]) # Change the frequency along the song note
print i
time.sleep(beat_0[i] * 0.5) # delay a note for beat * 0.5s
Buzz.ChangeFrequency(0.5) #一首曲子結(jié)束，間隔3秒
time.sleep(3)
#--------------------------------------------
print '\n Playing song 1...'
for i in range(0, len(song_1)): # Play song 1
Buzz.ChangeFrequency(song_1[i]) # Change the frequency along the song note
time.sleep(beat_1[i] * 0.5) # delay a note for beat * 0.5s
Buzz.ChangeFrequency(0.5) #一首曲子結(jié)束看铆，間隔3秒
time.sleep(3)
#--------------------------------------------
print '\n\n Playing song 2...'
for i in range(0, len(song_2)): # Play song 1
Buzz.ChangeFrequency(song_2[i]) # Change the frequency along the song note
time.sleep(beat_2[i] * 0.5) # delay a note for beat * 0.5s
Buzz.ChangeFrequency(0.5)
time.sleep(3)
??第7步徽鼎。
def destory():
Buzz.stop() # Stop the buzzer
GPIO.output(Buzzer, 1) # Set Buzzer pin to High
GPIO.cleanup() # Release resource
if __name__ == '__main__': # Program start from here
setup()
try:
loop()
except KeyboardInterrupt: # When 'Ctrl+C' is pressed, the child program destroy() will be executed.
destory()
