单片机实验四（电子琴自动演奏）

一、实验设备

PC机一台、实验箱一台。

二、实验内容

实现电子琴功能，自动演奏歌曲《葫芦娃》片段，并设置两个按键来实现歌曲的“暂停”和“开始/停止”。

图1 《葫芦娃》曲谱片段

三、实验步骤

①先在CUBE软件中进行硬件的图形化配置，选择STM32F407ZE芯片后，先进行常规的RCC和SYS设置，并配置时钟树使得HCLK为168MHz（如图2所示），在项目管理中进行项目的命名、存放地址、IDE等配置。

图2 时钟树的配置

②分析实验得，需要打开定时器并开启PWN波输出，设置PWN波Prescaler为83即可，Counter Period和pulse进行不报错设置（如图3所示）。

图3 定时器的配置

③分析实验得，需要两个按键来实现控制功能，打开两个GPIO并设置为输入模式（如图4所示）。

图4 GPIO开关的配置

④生成配置代码，进入到KEIL中完成相关功能代码，先进行KEIL的常规配置，设置晶振频率为8MHz，并设置硬件调试模式为J-LINK/J-TRACE Cortex，先根据曲谱写入曲谱数组，并写入pwn波输出函数，在while循环中使用递增不断改变曲谱的值，根据曲谱的值改变频率从而改变音调，从而实行歌曲的自动循环演奏，根据对两个按键的扫描通过改变play的值，来完成歌曲的暂停与播放，并通过改变i的值为0来实现歌曲的从头播放，编译下载后，进行硬件连线从而实现实验功能。

//曲谱
uint8_t num[75] = {0,0,    1,1,1,1,3,3,3,      1,1,1,1,3,0,0,      6,6,6,6,6,5,6,6,5,5,1,1,3,3,0,0,0,      8,6,6,5,6,6,5,5,1,1,2,2,0,0,    7,7,7,7,7,7,5,3,3,3,3,5,5,5,5,5,5,0};

//电子琴while (1){flag = KEY_Scan();if(flag!=0){if(flag == 1){if(play == 0){play = 1;i = 0;}else play = 0; }else if(flag == 2){if(play == 0)play = 1;else play = 0;}}        if(play == 1){key = num[i];i++;if(i >= 75) i = 0;switch(key){case 0:{__HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_2,0);break;}case 1:{__HAL_TIM_SetAutoreload(&htim1,1000000/262);__HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_2,1000000/262*0.9);break;}case 2:{__HAL_TIM_SetAutoreload(&htim1,1000000/294);__HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_2,1000000/294*0.9);break;}case 3:{__HAL_TIM_SetAutoreload(&htim1,1000000/330);__HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_2,1000000/330*0.9);break;}case 4:{__HAL_TIM_SetAutoreload(&htim1,1000000/349);__HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_2,1000000/349*0.9);break;}case 5:{__HAL_TIM_SetAutoreload(&htim1,1000000/392);__HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_2,1000000/392*0.9);break;}case 6:{__HAL_TIM_SetAutoreload(&htim1,1000000/440);__HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_2,1000000/440*0.9);break;}case 7:{__HAL_TIM_SetAutoreload(&htim1,1000000/492);__HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_2,1000000/492*0.9);break;}case 8:{__HAL_TIM_SetAutoreload(&htim1,1000000/523);__HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_2,1000000/523*0.9);break;}}HAL_Delay(200); }else if(play == 0)__HAL_TIM_SetCompare(&htim1,TIM_CHANNEL_2,0);

四、实验收获

①学会了在以不同按键实现不同功能的工程中，在按键扫描函数中加入按键正忙变量，来避免出现按键冲突。

②学会了自主设计单片机时，如何规划单片机代码的实现顺序，来逐步验证功能，防止一次性敲完所有代码后，在一次性验证时出现问题，排查错误范围太广。

③通过这次的实验，将理论的单片机知识和实际中的具体问题方案联系了起来，加深了对具体知识的印象，体会了通过STM32分析问题、设计/开发具体问题方案的过程。