### 第5课 演奏音乐

#### 5.1 项目介绍

本实验用无源蜂鸣器播放音乐，无源蜂鸣器是通过PWM脉冲宽度调制脉冲进而调节音调，

PWM比较多用于调节LED灯的亮度或者调节无源蜂鸣器的频率，或者是电机的转动速度，电机带动的车轮速度也就能很容易控制了，在玩一些Arduino机器人时，更能体现PWM的好处。

音乐除了要“唱的准”，还要“节奏对”，每一个音符的持续时间，就是节拍啦。我们可以用延时多少来设置节拍的，例如：1拍，1秒即1000毫秒；1/2拍，0.5秒即500毫秒；1/4拍，0.25秒即250毫秒；1/8拍，0.125秒即125毫秒….，我们可以试一试组合不同的音调和节拍，看看会有什么不同的效果。

#### 5.2 模块相关资料

![](media/buzzer-schematic-diagram.png)

工作电压：3.3-5V（DC）

电流：50MA

工作温度：-10摄氏度 到 +50摄氏度

尺寸：31.6mmx23.7mm

接口：3PIN接口

输入信号：数字信号（方波）

#### 5.3 元件知识 

无源蜂鸣器：其内部不带震荡电路，控制时需要在元件正极输入不同频率的方波，负极接地，从而控制喇叭功放元件响起不同频率的声音。

#### 5.4 实验组件

|![](media/esp32.png)|![](media/buzzer.png)|![](media/button.png)|![](media/3p.png)|![](media/usb.png)|
|-|-|-|-|-|
|ESP32 Plus主板 *1|无源蜂鸣器模块 *1|按键 *1|3P线 *2|USB线 *1|

#### 5.5 模块接线图

木板房子⑦处(左侧)按键1和无源蜂鸣器的控制引脚：

|木板房子⑦处(左侧)按键1（S引脚）|io4|
|-|-|
|无源蜂鸣器（S引脚）|io25|

⚠️ **特别注意：智能家居已经组装好了，这里不需要把按键模块和无源蜂鸣器拆下来又重新组装和接线，这里再次提供接线图，是为了方便您编写代码！**

![](media/pjt5.png)

#### 5.6 播放生日快乐的实验代码1

```c
/*  
 * 项目: buzzer
 * 描述: 蜂鸣器播放音乐
 * 编译IDE：ARDUINO IDE
 * 作者: http//www.keyes-robot.com
*/
#include <BuzzerESP32.h>

BuzzerESP32 buzzer(25); // 初始化GPIO25的蜂鸣器

void setup() 
{
  buzzer.setTimbre(30); // 设置音色（音质）
  birthday();          // 演奏生日旋律
}

void loop() 
{
  // 空循环，旋律在启动时只播放一次
}

void birthday() 
{
  // 演奏生日旋律 - 参数为（频率，持续时间）
  buzzer.playTone(294, 250);  // D4
  buzzer.playTone(440, 250);  // A4
  buzzer.playTone(392, 250);  // G4
  buzzer.playTone(532, 250);  // C5  
  buzzer.playTone(494, 250);  // B4
  buzzer.playTone(392, 250);  // G4
  buzzer.playTone(440, 250);  // A4
  buzzer.playTone(392, 250);  // G4
  buzzer.playTone(587, 250);  // D5
  buzzer.playTone(532, 250);  // C5  
  buzzer.playTone(392, 250);  // G4
  buzzer.playTone(784, 250);  // G5
  buzzer.playTone(659, 250);  // E5
  buzzer.playTone(532, 250);  // C5  
  buzzer.playTone(494, 250);  // B4
  buzzer.playTone(440, 250);  // A4
  buzzer.playTone(698, 250);  // F5
  buzzer.playTone(659, 250);  // E5
  buzzer.playTone(532, 250);  // C5  
  buzzer.playTone(587, 250);  // D5
  buzzer.playTone(532, 500);  // C5   - 长时
  buzzer.playTone(0, 0);      // 关闭蜂鸣器
}
```

#### 5.7 实验结果1

按照接线图接好线，外接电源，选择好正确的开发板板型（ESP32 Dev Module）和 适当的串口端口（COMxx），然后单击按钮![](media/cou0.png)上传示例代码至ESP32主控板。示例代码上传成功后，就会听到无源蜂鸣器播放一次生日快乐。

#### 5.8 代码流程图

![](media/project05.png)

#### 5.9 音乐盒的实验代码2 

做个音乐盒，通过木板房子⑦处(左侧)按键1来切换曲子。

```c
/*  
 * 项目: music
 * 描述: 按键切换歌曲
 * 编译IDE：ARDUINO IDE
 * 作者: http//www.keyes-robot.com
*/
#include <musicESP32_home.h>   
music Music(25);  // 在GPIO25上初始化音乐播放器
#define btn1 4    // 按钮引脚
int btn_count = 0; // 按键计数器
boolean music_flag = 0; // 触发音乐播放的标志

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode(btn1, INPUT);
  // 可供选择的音乐：
  // Music.tetris();
  // Music.birthday();
  // Music.Ode_to_Joy();
  // Music.christmas();
  // Music.star_war_tone();
}

void loop() 
{
  boolean btn1_val = digitalRead(btn1);
  
  if(btn1_val == 0) // 按下按钮
  {
    delay(10);  // 脱扣延迟10ms
    
    if(btn1_val == 0) // 确认按钮仍按下
    {
      boolean btn_state = 1;
      
      while(btn_state == 1) // 等待按钮被释放
      {
        boolean btn_val = digitalRead(btn1);
        
        if(btn_val == 1)  // 松开按钮
        {
          music_flag = 1;
          btn_count++;    // 增量按下按键计数器
          Serial.println(btn_count);
          
          // Cycle through 1-3 count
          if(btn_count == 4)
          {
            btn_count = 1;
          }
          
          // 根据播放次数播放不同的歌曲
          switch(btn_count)
          {
            case 1: 
              if(music_flag == 1)
              {
                Music.Ode_to_Joy();
                music_flag=0;
              } 
              break;
              
            case 2: 
              if(music_flag == 1)
              {
                Music.christmas();
                music_flag=0;
              } 
              break;
              
            case 3: 
              if(music_flag == 1)
              {
                Music.tetris();
                music_flag=0;
              } 
              break;
          }
          
          btn_state = 0;  // 退出等待循环
        }
      }
    }
  }
}
```

#### 5.10 实验结果2

按照接线图接好线，外接电源，选择好正确的开发板板型（ESP32 Dev Module）和 适当的串口端口（COMxx），然后单击按钮![](media/cou0.png)上传示例代码至ESP32主控板。示例代码上传成功后，点击一次木板房子⑦处(左侧)按键1，播放一曲Ode_to_Joy，播放完之后，再点击木板房子⑦处(左侧)按键1，播放christmas，播放完之后，再点击木板房子⑦处(左侧)按键1，播放tetris。

![Img](../../media/image-05.gif)