数字制造讲义01-成为数字世界的建造者
数字制造讲义02-Arduino入门
数字制造讲义03-电路基础
数字制造讲义04-负责输入和输出的智能元件
数字制造讲义05-软硬件数据通信
数字制造讲义06-MIDI 和 OSC 数据传输练习
数字制造讲义07-Arduino声音应用
(本系列为 00 在星海音乐学院的课程讲义)
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还记得上一周 完成的三个练习吗：
- 让蜂鸣器发声
- 蜂鸣器发出交替的报警声
- 用按键触发声音
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这一周我们继续来完善，做出一个简单的旋律控制器。
挑战4：用电位计控制音高
既然蜂鸣器可以发出不同的音高，那我们可不可以用旋钮控制音高，做一个 mini 的极简控制器呢？
在之前第四周的课程中，我们已经建立起比较完整的输入输出元件的概念。在项目练习时就可以慢慢养成习惯：在动手之前，先构想出输入部分是什么、输出部分是什么、从输入到输出要完成什么样的转换。
这里，输入部分是电位计（的位置），输出部分是蜂鸣器(的音高)，中间的连接就是电位计的数值转换为蜂鸣器的音高。
接线部分，使用的元件包括：蜂鸣器，电位计。
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当我们还是编程新手，每次要开始自己写代码时，容易两眼一抹黑，不知道该从哪里下手。
其实，每次写代码时，并不是直接打开 Arduino IDE 就开始噼里啪啦敲代码了。在这之前，我们需要现在脑子里构思这个代码要做什么，怎么做到。
大家会想一下，怎么把大象放进冰箱里呢？
不要笑，这就是所谓的「算法」：做一件事情的步骤。
所以在还没有清晰思路的时候，我们可以先把程序要完成的大致步骤写下来：
- 需要用一个模拟端口读取电位计的数值
- 需要用一个数字（输出）端口给蜂鸣器发出指令
- 找一个办法让蜂鸣器发出不同音高
- 将电位计数值控制音高
接着，我们再想办法把每一个步骤都转化成对应的变量、语法、库。所以学会搜索和查看官方文档就很重要的了。
代码如下：
// connect a potentiometer to pin A0
int buzzerPin=8;
int potPin=A0;
void setup() {
pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
}
void loop() {
int freq = analogread(A0);
freq = map (freq,0,1023,20,20000); //map the value read from the potentiometer into the audible range
tone (buzzerPin,freq);
}
上面的代码中，最核心的一行，是把从电位计读取的模拟信号数值（范围是 01023），映射到人耳可感知的声音的频率范围(2020000)：freq = map (freq,0,1023,20,20000); 其中 map() 函数的作用就是数值映射。
挑战5：播放连续音高
这个挑战一定会更吸引你：用蜂鸣器播放一段旋律。
这个挑战的难度主要在代码上，从这里开始，我们会开始接触并深入理解函数、循环、头文件、库等概念。
比较复杂的代码不可能一下子就能写出来。所以我们要经历一个重要的练习：看懂别人的代码。
我们在官方网站上找到教程 Arduino - ToneMelody。仔细研读它给出的代码，尤其是代码的注释：
/*
Melody
Plays a melody
circuit:
- 8 ohm speaker on digital pin 8
created 21 Jan 2010
modified 30 Aug 2011
by Tom Igoe
This example code is in the public domain.
http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Tone
*/
#include "pitches.h"
// notes in the melody:
int melody[] = {
NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3, 0, NOTE_B3, NOTE_C4
};
// note durations: 4 = quarter note, 8 = eighth note, etc.:
int noteDurations[] = {
4, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4
};
void setup() {
// iterate over the notes of the melody:
for (int thisNote = 0; thisNote < 8; thisNote++) {
// to calculate the note duration, take one second divided by the note type.
//e.g. quarter note = 1000 / 4, eighth note = 1000/8, etc.
int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote];
tone(8, melody[thisNote], noteDuration);
// to distinguish the notes, set a minimum time between them.
// the note's duration + 30% seems to work well:
int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
delay(pauseBetweenNotes);
// stop the tone playing:
noTone(8);
}
}
void loop() {
// no need to repeat the melody.
}
把注释部分全部替换成自己的理解，这个代码看起来就不再那么复杂和难懂了。但是这个过程一定要自己完成。
当在代码里看到不熟悉的函数，例如 delay() , noTone() ，就可以到官方文档中搜索并阅读，一般文档都会给出例子，这些例子就是最好的学习材料。
最后，留给大家的作业，是用两个压电片触发两段不同的旋律，大家动手试试吧！
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