树莓派基础实验9：蜂鸣器实验 |
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树莓派基础实验9：蜂鸣器实验
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一、介绍
蜂鸣器是音频信号装置，蜂鸣器可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。有源蜂鸣器直接接上额定电源就可以连续发声；而无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样，需要接在音频输出电路中才能周期性地振动发声。 二、组件★Raspberry Pi 3主板*1 ★树莓派电源*1 ★40P软排线*1 ★有源蜂鸣器模块*1 ★无源蜂鸣器模块*1 ★双色LED模块*1 ★面包板*1 ★跳线若干 三、实验原理 有源蜂鸣器内置振荡源，所以通电时会发出声音。但无源蜂鸣器没有这种内置振荡源，所以如果使用直流信号，他不会发出轰鸣声；相反，你需要使用频率在2k到5k之间的方波来驱动它。由于有内置振荡电路，所以有源蜂鸣器通常比无源蜂鸣器昂贵。 将两个蜂鸣器的引脚朝上，你可以看到带有绿色电路板的引脚是一个无源蜂鸣器。而另一个带有黑色塑料外壳，而不是电路板的蜂鸣器是有源蜂鸣器。 第1步：连接电路。这里要注意的是：蜂鸣器的电源是使用的3.3V，而不是前面实验所使用的5V，若使用5V电源，蜂鸣器会异常。 树莓派T型转接板有源蜂鸣器GPIO 0（序号11）GPIO 17SIG（I/O）3.3V3.3VVCCGNDGNDGND第2步：编程。通过改变输入到蜂鸣器的信号电平，低电平是响，高电平是停止响来控制蜂鸣器。 #!/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) #低电平是响 def off(): GPIO.output(BuzzerPin, GPIO.HIGH) #高电平是停止响 def beep(x): #响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() 无源蜂鸣器：第1步：连接电路。这里要注意的是：蜂鸣器的电源是使用的3.3V，而不是前面实验所使用的5V，若使用5V电源，蜂鸣器会异常。 树莓派T型转接板无源蜂鸣器GPIO 0（序号11）GPIO 17SIG（I/O）3.3V3.3VVCCGNDGNDGND第2步：编程前先介绍本次编程需要的几个知识点： 使用无源蜂鸣器，只要输出不同频率的PWM波，即可发出不同的音符。不同的音符组合起来就是一个曲子了。 乐谱简析: 音阶 音阶是音乐必不可少的要素，主要由声音的频率决定。通过给蜂鸣器不同频率的音频脉冲，可以产生不同的音阶，而要产生某频率的音频脉冲，最简单的办法是以该音频的频率除以2的值，函数ChangeFrequency(Frequency)使用该值为参数改变蜂鸣器输入方波信号的频率，蜂鸣器上就可发出该频率的声音。 若想改变音阶，只需要改变频率即可。下表为各音调音符频率对照表，据此可产生不同音阶的音符。“#”表示半音，用于上升或下降半个音，乘以2就提升该声音一个8度音阶，减半则降一个8度。第3步：开始编程。 按照蜂鸣器音阶频率对照表，定义C调低、中、高各音符，对应的频率的列表。CL表示C调低音符列表。 #!/usr/bin/env python import RPi.GPIO as GPIO import time Buzzer = 11 CL = [0, 131, 147, 165, 175, 196, 211, 248] # C调低音符的频率列表，第一位为0是占位用，后面不使用 #除0外，依次是1do、2re、3mi、4fa、5sol、6la、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： 利用上面定义的频率的列表，定义歌曲的音符和节拍列表。 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表示从低音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的节拍， 2表示2个1/8节拍。一个1/8节拍为0.5秒延迟。 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： 定义初始化设置函数setup()。 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： 定义循环函数loop()，主要有三部分，分别播放3首曲子。 def loop(): while True: #-------------------------------------------- print '\n\n Playing Low C notes...' for i in range(0, 7): # Play song 0的C调低音音符 Buzz.ChangeFrequency(song_0[i]) # 根据歌曲的音符改变频率 print i #打印i的值 time.sleep(beat_0[i] * 0.5) # 根据节拍列表每个音符延迟1秒，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) #一首曲子结束，间隔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) #一首曲子结束，间隔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。 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()
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