發聲體和聲音

揚聲器（speaker）和蜂鳴器（piezo transducer）
piezoelectric（壓電感應）
音訊：振動的頻率
音高（pitch）：聲音的頻率（音訊）高低
tone()指令：
tone(輸出埠, 頻率, 持續時間);
或 tone(輸出埠, 頻率)，若不指定時間，Arduino將持續發聲，直到執行noTone()為止。

動手做 13-1 演奏一段馬里奧旋律

程式程式碼：

const byte SP_PIN = 11；

void setup() {
    pinMode(SP_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
    tone(SP_PIN, 659, 150);  //彈出一個E5音高的四分音符 
    delay(150);
    tone(SP_PIN, 659, 150);
    delay(150);
    tone(SP_PIN, 659, 150);
    delay(300);
    tone(SP_PIN, 523, 150);
    delay(150);
    tone(SP_PIN, 659, 150);
    delay(150);
    tone(SP_PIN, 784, 150);
    delay(3000);
}
 

使用#define 替換資料

在上面的程式加入如下：

#define E5 659
#define C5 523
#define G5 784

#define和const都能用一個名稱來代表數值

const byte LED_PIN = 13;
#define LED_PIN 13

當定義陣列常量時，只能用const。

輸出高品質的音效

自然界或樂器所發出的聲音，是由多種不同頻率的正弦波組成的複合波，而tone()指令僅能輸出固定的方波，音質無法媲美樂器，可參考幾個擴充套件模組。

• Adafruit 的Wave Shield for Arduino Kit
• Sparkfun的MP3 Player Shield
• BabbleShield
• SpeakJet Shield

13-4 認識反射型與遮光型光電開關

• 反射型光電開關： 又稱為反射型感測器，由一個紅外線發射LED以及一個光敏電晶體（紅外線接收器）所組成，它們的外觀和一般的LED一樣，它採用的是將發射和接收組裝在一個模組的反射型光電開關。
• 感測器裡的LED能發射紅外線光，若感測器前方有高反射的物體（如：白紙），紅外線光將被折射，由光敏電晶體接收，而電晶體發射極將輸出高電位，相反地，若前方沒有物體或者是低反射的物體（如黑紙），光敏電晶體將收不到紅外線光，因而輸出低電位。
• 這種元器件可應用在檢測條形碼，或者像上圖一樣，在一個圓盤上繪製黑色條紋（稱為圓盤編碼器），安裝在電機或其他驅動機械上，可以檢測物體的旋轉角度或者轉動圈數。發射型光電開關和被感測物體的距離，應介於1~8mm，2.5mm的效果最好。
• 另一種稱為遮光型光電開關的感測器，也常見於微電腦自動控制裝置。

動手做13-2 光電子琴製作

實驗說明： 本節將採用紅外線感測器當做“琴鍵”通過感應紙張上的黑白條紋，讓Arduino發出對應的音調。

MIDI資訊格式

MIDI外設以31.25kbps的速率來發送TTL形式（也就是5V代表高電位）的序列資料。一個MIDI資訊通常由3個位元組資料構成，分別代表狀態（status）、音高（pitch）和強弱（velocity，按下按鍵時的力量強弱）。MIDI資訊的3個位元組資料：MIDI的頻道號從0000_{1111共16組，音高編號與強弱的資料位元組的最高位始終為0，因此有效的數值範圍是0}127

動手做13-3 通過Arduino演奏MIDI音樂

實驗說明： 製作一個MIDI OUT（輸出）介面，從Arduino板傳輸MIDI資訊給電腦音源發出音樂。
實驗電路： MIDI介面採用5針DIN插座，此元器件的引腳比較不易插入麵包板，建議先在它的引腳焊接導線
實驗程式： 程式採用SoftwareSerial（軟體串列埠）擴充套件庫，將從中央C的前一個八度音到它的後一個八度音，依序彈奏每一個音符。

#include <SoftwareSerial.h>   //
byte note;
SoftwareSerial MIDI(2, 3);  //
void midiMsg(byte cmd, byte pitch, byte velocity) {
    MIDI.write(cmd);  //狀態資訊，write()指令用於在
    MIDI.write(pitch);  //音高值
    MIDI.write(velocity);  //強弱值
}

void setup() {
    MIDI.begin(31250); //串列埠連線要設定成MIDI的傳輸速率
}

void loop() {
    for (note = 48; note < 84; note ++) {
        midiMsg(0x90, note, 0x40);  //送出“按下琴鍵”及其他資訊。
        delay(100);
        midiMsg(0x80, note, 0x00);  //
        delay(1000);
    }
}

實驗結果： 編譯並下載程式之後，將Arduino的MIDI輸出介面與電腦的MIDI 轉接線的“IN”相連，再開啟“虛擬MIDI鍵盤”軟體。

通過MIDI資訊更換音色

動手做13-4 通過“虛擬MIDI”介面演奏音樂

**實驗說明：**想必讀者一定感到納悶，既然MIDI介面採用序列聯機，那為何我們不直接通過既有的介面，把MIDI資訊傳給電腦，通過音源軟體發聲呢？沒問題！只要在電腦上安裝“串列埠轉MIDI橋接器”軟體，讓電腦把指定的串列埠看待成MIDI適配卡就可以了！當然，如果要將Arduino直接和其他MIDI樂器相連
實驗軟體：