一、無源蜂鳴器和有源蜂鳴器

有源蜂鳴器內(nèi)含振蕩源，只要一通電就發(fā)聲，但發(fā)生頻率固定，音色單一；無源蜂鳴器內(nèi)部不含振蕩源，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相當(dāng)于電磁場揚聲器，可以通過給他輸出一定頻率的信號才能發(fā)聲。

人耳能聽到的頻率范圍在20Hz--20kHz之間，通過STM32的GPIO引腳快速切換高低電平輸出就能實現(xiàn)無源蜂鳴器的發(fā)聲，切換的頻率不同，發(fā)出的音調(diào)就不一樣。

二、音樂播放的實現(xiàn)

一段音樂就是不同頻率的聲音按一定的時間節(jié)拍轉(zhuǎn)換發(fā)出。所以音樂包含音調(diào)和節(jié)拍信息。

如果要實現(xiàn)歌曲“紅塵情歌”，要準(zhǔn)備相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

歌譜如下：

程序中首先準(zhǔn)備音頻數(shù)據(jù)表：

//         低Si Do Re  Mi  Fa So  La  Si ?高Do?高Re?高Mi?高Fa?高So 無

uc16 tone[] ={247,262,294,330,349,392,440,294,523,  587,  659,  698,  784,  1000};

u8 music[]={  5,5,6,8,7,6,5,6,13,13,……};//音調(diào)

u8 time[] = {  2,4,2,2,2,2,2,8,4, 4, ……}; //節(jié)拍時間

依次從音調(diào)數(shù)組中取music[i]，然后根據(jù)music[i]的值在tone數(shù)組中得到該音的發(fā)聲頻率(tone[music[i]])，調(diào)用sound函數(shù)控制蜂鳴器發(fā)聲，聲音的發(fā)聲時間有time數(shù)組控制。

三、項目創(chuàng)建與配置

1、創(chuàng)建項目文件夾(設(shè)為pMusic)

2、通過Keil5創(chuàng)建新項目，保存在所創(chuàng)建的文件夾中(設(shè)項目名為pMusic)，選擇MCU芯片為"STM32F103ZE"（本程序使用的硬件為：STM32-PZ6806L開發(fā)板）

3、在pMusic項目文件夾中新建"CMSIS"、"Device"、"Public"、"Startup"、"User"和"Lib"文件夾。

①  在"CMSIS"文件夾中復(fù)制"core_cm3.h"和"core_cm3.c"文件；

②  在" Device "文件夾中復(fù)制"stm32f10x.h"、"system_stm32f10x.h"和"system_stm32f10x.c"文件；

③  在" Startup "文件夾中復(fù)制"startup_stm32f10x_hd.s"文件；

④在"Lib"文件夾中新建"inc"和"src"兩個子文件夾，在"inc"文件夾中復(fù)制"misc.h"、"stm32f10x_gpio.h"和"stm32f10x_rcc.h"文件；在"src"文件夾中復(fù)制"misc.c"、"stm32f10x_gpio.c"和"stm32f10x_rcc.c"文件；

4、為項目添加"CMSIS"、"Device"、"Public"、"Startup"、"User"和"Lib"組，并將上述C程序文件和"startup_stm32f10x_hd.s"啟動文件加入到相應(yīng)組中。展開項目樹如下：

5、打開“項目配置”對話框，在"Output"選項卡中選擇"Create HEX File"，在"C/C++"選項卡中的"Include Paths"中添加如下包含路徑：".CMSIS;", ".Device;", ".Libinc;",".Public;"。

（以上步驟可以參看：使用STM32固件庫操作控制LED燈(CMSIS)   使用STM32固件庫函數(shù)操作控制LED燈

6、在"stm32f10x.h"中添加函數(shù)參數(shù)檢查宏

（參看：使用STM32固件庫函數(shù)操作控制LED燈）

#ifdef  USE_FULL_ASSERT

/**

  * @brief  這個assert_param宏用于函數(shù)參數(shù)檢查

  * @param  expr:如果expr是 false,就調(diào)用 assert_failed函數(shù)報告源文件名和

  *         失敗的行號，如果expr是 true ，就返回一個空值

  * @retval None

  */

  #define assert_param(expr) ((expr) ? (void)0 : assert_failed((uint8_t *)__FILE__, __LINE__))

/* Exported functions ------------------------------------------------------- */

  void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line);

#else

  #define assert_param(expr) ((void)0)

#endif /* USE_FULL_ASSERT */

7、新建一個文件(system.h)，保存到"Public"文件夾中，內(nèi)容為：

#ifndef __SYSTEM__H

#define __SYSTEM__H

#include "stm32f10x.h"

//定義位帶地址宏

#define BITBAND(addr,bitnum) ((addr&0xF0000000) + 0x02000000 + ((addr&0x000FFFFF)<<5) + (bitnum<<2))

#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))

#define BIT_ADDR(addr,bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr,bitnum))

//IO口地址映射

//數(shù)據(jù)輸出寄存器地址

#define GPIOA_ODR_Addr          (GPIOA_BASE + 12)

#define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE + 12)

#define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE + 12)

#define GPIOD_ODR_Addr          (GPIOD_BASE + 12)

#define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE + 12)

#define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE + 12)

#define GPIOG_ODR_Addr          (GPIOG_BASE + 12)

//數(shù)據(jù)輸入寄存器地址

#define GPIOA_IDR_Addr  (GPIOA_BASE + 12)

#define GPIOB_IDR_Addr  (GPIOB_BASE + 12)

#define GPIOC_IDR_Addr  (GPIOC_BASE + 12)

#define GPIOD_IDR_Addr  (GPIOD_BASE + 12)

#define GPIOE_IDR_Addr   (GPIOE_BASE + 12)

#define GPIOF_IDR_Addr   (GPIOF_BASE + 12)

#define GPIOG_IDR_Addr  (GPIOG_BASE + 12)

#endif

該文件定義了GPIO端口位帶操作的宏。

(位帶操作請參看：通過位帶地址操作GPIO在數(shù)碼管顯示數(shù)字)

8、新建文件"SysTick.h"，保存到"Public"文件夾中，內(nèi)容為：

#ifndef __SysTick__H

#define __SysTick__H

#include "stm32f10x.h"

void SysTick_Init(u8 SYSCLK);

void delay_us(u32 nus);

void delay_ms(u16 nms);

#endif

新建文件"SysTick.c"，保存到"Public"文件夾中，內(nèi)容為：

#include "SysTick.h"

#include "misc.h"

u8 fac_us = 0;

u16 fac_ms = 0;

void SysTick_Init(u8 SYSCLK)

{

         SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);

         fac_us = SYSCLK / 8;

         fac_ms = (u16)fac_us*1000;

}

void delay_us(u32 nus)

{

         u32 temp;

         SysTick->LOAD = nus * fac_us;

         SysTick->VAL = 0;

         SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

         do{

                   temp = SysTick->CTRL;

         }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));

         SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

         SysTick->VAL = 0;

}

void delay_ms(u16 nms)

{

         u32 temp;

         SysTick->LOAD = nms * fac_ms;

         SysTick->VAL = 0;

         SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

         do{

                   temp = SysTick->CTRL;

         }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));

         SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

         SysTick->VAL = 0;

}

這兩個文件實現(xiàn)了通過SysTick精準(zhǔn)延時的函數(shù)，提供給后續(xù)的音頻頻率產(chǎn)生程序使用。

(關(guān)于SysTick，請參看：在STM32項目中使用SysTick實現(xiàn)延時)

將"SysTick.c"文件添加到項目的"Public"組中。

9、實現(xiàn)發(fā)聲

①開發(fā)板無源蜂鳴器的電路連接如下：

從電路連接可以看出通過MCU的PB5(GPIOB_5)控制蜂鳴器的發(fā)聲。

②在項目文件夾的"User"文件夾下新建"Beep"文件夾，在項目中新建"beep.h"文件，保存在"User/Beep"文件夾中，文件內(nèi)容為：

#ifndef __BEEP__H

#define __BEEP__H

#include "system.h"

#include "stm32f10x_gpio.h"

#include "stm32f10x_rcc.h"

//定義GPIOB的位地址變量宏

#define PBout(n) BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)

#define PBeep PBout(5)

#define BEEP_PORT   GPIOB

#define BEEP_PIN      GPIO_Pin_5

#define BEEP_PORT_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

void BEEP_Init(void);

void Sound(u16 frq);

void play(void);

#endif

③在項目中新建"beep.c"文件，保存在"User/Beep"文件夾中，文件內(nèi)容為：

#include "beep.h"

#include "systick.h"

void BEEP_Init(void)

{

         GPIO_InitTypeDef GPIO_mode;

         RCC_APB2PeriphClockCmd( BEEP_PORT_RCC, ENABLE );         //使能GPIOB時鐘

         GPIO_mode.GPIO_Pin = BEEP_PIN;

         GPIO_mode.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

         GPIO_mode.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

         GPIO_Init(BEEP_PORT, &GPIO_mode);      //設(shè)置GPIOB_5為推挽輸出，50MHz速度

}

void Sound(u16 frq)

{

         u32 n;

         if(frq != 1000) //如果頻率不為1000則按頻率輸出，否則只延時

         {

                   n = 500000/((u32)frq);

                   PBeep = 0;

                   delay_us(n);

                   PBeep = 1;

                   delay_us(n);

         }else

                   delay_us(1000);

}

void play(void)

{

         //             低7  1   2   3   4   5   6   7  高1 高2 高3 高4 高5 不發(fā)音

         uc16 tone[] = {247,262,294,330,349,392,440,294,523,587,659,698,784,1000};//音頻數(shù)據(jù)表

         //紅塵情歌

         u8 music[]={       5,5,6,8,7,6,5,6,13,13,//音調(diào)

                                                                           5,5,6,8,7,6,5,3,13,13,

                                                                   2,2,3,5,3,5,6,3,2,1,

                                                                           6,6,5,6,5,3,6,5,13,13,

                                                                           5,5,6,8,7,6,5,6,13,13,

                                                                           5,5,6,8,7,6,5,3,13,13,

                                                                   2,2,3,5,3,5,6,3,2,1,

                                                                           6,6,5,6,5,3,6,1,