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基于STM32的PWM音乐播放器应用设计t

作者:时间:2012-12-07来源:网络收藏

摘要:基于位的F103,利用产生的音频信号驱动蜂鸣器演奏乐曲,实现了的应用设计。该播放器能实现从低音到高音的21个音阶,并能根据乐谱演奏完整的曲目。测试结果表明,的输出信号与各音阶对应的声音频率基本一致,方案切实可行。这一方法也可用于电机控制、电子琴设计等方面,具有较好的实用性。
关键词:;蜂鸣器;定时器;音乐

在科研项目开发中,有时会遇到需要播放电话铃声、音乐等情况。简单的做法是购买专用音乐芯片,但该方法的缺点是播放的内容不可变,不能很好地满足项目需求。一般地,可采用89C51等单片机实现音乐播放,其播放内容及歌曲数量都可以随时修改,使用上相对方便。随着32系列微处理器的出现,其基于ARM Cortex—M内核的32位闪存微控制器,高达72 MHz的主频,高集成度、实时性、数字信号处理、低功耗、低电压操作等众多特点,使得其应用越来越广泛。本文基于STM32处理器,根据乐曲简谱制作供程序识别的乐谱,并利用内部定时器产生PWM输出信号,驱动蜂鸣器完成自定义乐谱的播放。经测试,播放效果良好。

1 乐谱简析
1.1 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,最简单的办法是算出该音频的周期,然后将此周期除以2即为半周期的时间。通过程序控制单片机某引脚半周期为“高”、半周期为“低”,不断交替变换,即可产生该频率的矩形波,接到蜂鸣器上就可发出该频率的声音。若想改变音阶,只需要改变半周期时间即可。表1为C调时音符频率对照表,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。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/192927.htm

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1.2 节拍
若要构成音乐,光有音阶是不够的,还需要节拍,也就是音符持续时间的长短,一般用拍数表示。至于1拍是多少秒,没有严格的规定,只要节拍适宜,声音悦耳即可。假如某首歌曲的节奏是每分钟120拍,那么1拍为0.5 s,1/4拍为0.125 s,以此类推可得到其他节拍对应的时长。这样,利用不同的频率,加上与拍数对应的延时,就构成了乐曲。

2 STM32中的定时器
音阶的产生与声音频率有关,为了实现不同音阶,必须能为蜂鸣器提供不同频率的脉冲。为此,选择STM32芯片,利用其自带的定时器,通过PWM产生脉冲信号。STM32中一共有11个定时器,包含2个高级控制定时器、4个普通定时器、2个基本定时器,以及2个看门狗定时器和1个系统滴答定时器SysTiek。其中,TIM1和TIM8是高级定时器,时钟由APB2的输出产生。TIM2~TIM5是普通定时器,TIM6和TIM7是基本定时器,这6个定时器的时钟由APB1的输出产生。
2.1 定时时长的计算
定时器的一个主要功能就是到指定时间就会产生一个溢出事件,这个时间的设置与定时器时钟有关,在定时器时钟基础上进行预分频,设置计数溢出大小即可。

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关键词: STM PWM 32 音乐播放器

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