嵌入式系统自主设计实验报告.docx
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嵌入式系统自主设计实验报告
深圳大学实验报告
课程名称：
嵌入式系统
实验项目名称：
智能小车设计
学院：
信息工程学院，计算机软件学院
专业：
指导教师：
李坚强
报告人：
学号：
实验时间：
实验报告提交时间：
教务部制
实验目的：
自主设计利用喇叭设计出不同音乐
实验原理：
本文很简单，需要用到的材料：
adruinouno一块（其他也可），面保线若干条，蜂鸣器或小喇叭一个（小喇叭更好蜂鸣器要接电阻不然声音有点刺耳）
连接方法如图：
首先讲下简单的乐理知识，知道音乐是怎么演奏出来的自然就可以通过代码来进行编排了。
1.演奏单音符一首乐曲有若干音符组成，一个音符对应一个频率。
知道到相对应的频率让arduino输出到蜂鸣器蜂鸣器就会放出相应的声音，这里有个表供大家参考：
2.音符的演奏时间我们知道了音符是如何演奏出来的，下一步就是控制音符的演奏时间。
每个音符都会播放一定的时间，这样才能构成一首优美的曲子，而不是生硬的一个调的把所有的音符一股脑的都播放出来。
如何确定每个音符演奏的单位时间呢？
我们知道，音符节奏分为一拍、半拍、1/4拍、1/8拍，我们规定一拍音符的时间为1；半拍为0.5；1/4拍为0.25；1/8拍为0.125……，所以我们可以为每个音符赋予这样的拍子播放出来，音乐就成了。
以葫芦娃为例：
先看下左上角1=D这里，用的是D调，好那就看《音符频率表》中的D行（红色部分）
，
第一个音符是1但上面有个点，所以对应的就是589，时间是一拍=1，
第二个音符6（没有点）就是495，时间也是一拍=1，
第三个音符5即441，因为有下划线所以是半拍=0.5，
……以此类推
第四0这里要注意下，这里是没有声音，但是要是用频率0表示还是会有声音（这个不懂），所以用一个很高频率的声音，这样人耳听不到就达到了没有声音的效果，所以频率为-1。
拍子=1拍
第五，再接着看到第一句歌词葫芦娃这个娃的音是3—，这表示是两拍，后面每加一个“-”，表示拍子+1（1+1），本例中最多是加到4.
第六，第二句歌词葫芦娃这个娃，3•带个点，点的意思是去3的拍子的一半，即3•的拍子是1+0.5
第七，这在音乐中属于连音，要表示的话，可以稍微改下连音后面那个音的频率，比如减少或增加一些数值（需自己调试），这样表现会更流畅，但操作上更复杂了，本例没有做连音的处理，
实验中还利用超声波测距与红外线配合使用：
当超声波检测前面有障碍物时候发出警报，其他情况下，便放音乐
超声波传感器原理：
基本工作原理：
（1）采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号;
（2）模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；（3）有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
测试距离=（高电平时间*声速（340M/S））/2; 本模块使用方法简单,一个控制口发一个10US以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出.一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周期测,即可以达到你移动测量的值
5、操作：
初始化时将trig和echo端口都置低，首先向给trig发送至少10us的高电平脉冲（模块自动向外发送8个40K的方波），然后等待，捕捉echo端输出上升沿，捕捉到上升沿的同时，打开定时器开始计时，再次等待捕捉echo的下降沿，当捕捉到下降沿，读出计时器的时间，这就是超声波在空气中运行的时间，按照测试距离=（高电平时间*声速（340M/S））/2就可以算出超声波到障碍物的距离。
红外线感应传感器原理：
人体热释电红外线传感器的工作原理及特性
普通人体会发射10um左右的特定波长红外线，用专门设计的传感器就可以针对性的检测这种红外线的存在与否，当人体红外线照射到传感器上后，因热释电效应将向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生控制信号。
这种专门设计的探头只对波长为10μm左右的红外辐射敏感，所以除人体以外的其他物体不会引发探头动作。
探头内包含两个互相串联或并联的热释电元，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。
一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，于是输出检测信号。
为了增强敏感性并降低白光干扰，通常在探头的辐射照面覆盖有特殊的菲泥尔滤光透镜，菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。
实验步骤：
#defineNOTE_D0-1
#defineNOTE_D1294
#defineNOTE_D2330
#defineNOTE_D3350
#defineNOTE_D4393
#defineNOTE_D5441
#defineNOTE_D6495
#defineNOTE_D7556
#defineNOTE_DL1147
#defineNOTE_DL2165
#defineNOTE_DL3175
#defineNOTE_DL4196
#defineNOTE_DL5221
#defineNOTE_DL6248
#defineNOTE_DL7278
#defineNOTE_DH1589
#defineNOTE_DH2661
#defineNOTE_DH3700
#defineNOTE_DH4786
#defineNOTE_DH5882
#defineNOTE_DH6990
#defineNOTE_DH7112
//以上部分是定义是把每个音符和频率值对应起来，其实不用打这么多，但是都打上了，后面可以随意编写D调的各种歌，我这里用NOTE_D+数字表示音符，NOTE_DH+数字表示上面有点的那种音符，NOTE_DL+数字表示下面有点的那种音符。
这样后面写起来比较好识别。
#defineWHOLE1
#defineHALF0.5
#defineQUARTER0.25
#defineEIGHTH0.25
#defineSIXTEENTH0.625
//这部分是用英文对应了拍子，这样后面也比较好看
inttune[]=
{
NOTE_DH1,NOTE_D6,NOTE_D5,NOTE_D6,NOTE_D0,
NOTE_DH1,NOTE_D6,NOTE_D5,NOTE_DH1,NOTE_D6,NOTE_D0,NOTE_D6,
NOTE_D6,NOTE_D6,NOTE_D5,NOTE_D6,NOTE_D0,NOTE_D6,
NOTE_DH1,NOTE_D6,NOTE_D5,NOTE_DH1,NOTE_D6,NOTE_D0,
NOTE_D1,NOTE_D1,NOTE_D3,
NOTE_D1,NOTE_D1,NOTE_D3,NOTE_D0,
NOTE_D6,NOTE_D6,NOTE_D6,NOTE_D5,NOTE_D6,
NOTE_D5,NOTE_D1,NOTE_D3,NOTE_D0,
NOTE_DH1,NOTE_D6,NOTE_D6,NOTE_D5,NOTE_D6,
NOTE_D5,NOTE_D1,NOTE_D2,NOTE_D0,
NOTE_D7,NOTE_D7,NOTE_D5,NOTE_D3,
NOTE_D5,
NOTE_DH1,NOTE_D0,NOTE_D6,NOTE_D6,NOTE_D5,NOTE_D5,NOTE_D6,NOTE_D6,
NOTE_D0,NOTE_D5,NOTE_D1,NOTE_D3,NOTE_D0,
NOTE_DH1,NOTE_D0,NOTE_D6,NOTE_D6,NOTE_D5,NOTE_D5,NOTE_D6,NOTE_D6,
NOTE_D0,NOTE_D5,NOTE_D1,NOTE_D2,NOTE_D0,
NOTE_D3,NOTE_D3,NOTE_D1,NOTE_DL6,
NOTE_D1,
NOTE_D3,NOTE_D5,NOTE_D6,NOTE_D6,
NOTE_D3,NOTE_D5,NOTE_D6,NOTE_D6,
NOTE_DH1,NOTE_D0,NOTE_D7,NOTE_D5,
NOTE_D6,
};//这部分就是整首曲子的音符部分，用了一个序列定义为tune，整数
floatduration[]=
{
1,1,0.5,0.5,1,
0.5,0.5,0.5,0.5,1,0.5,0.5,
0.5,1,0.5,1,0.5,0.5,
0.5,0.5,0.5,0.5,1,1,
1,1,1+1,
0.5,1,1+0.5,1,
1,1,0.5,0.5,1,
0.5,1,1+0.5,1,
0.5,0.5,0.5,0.5,1+1,
0.5,1,1+0.5,1,
1+1,0.5,0.5,1,
1+1+1+1,
0.5,0.5,0.5+0.25,0.25,0.5+0.25,0.25,0.5+0.25,0.25,
0.5,1,0.5,1,1,
0.5,0.5,0.5+0.25,0.25,0.5+0.25,0.25,0.5+0.25,0.25,
0.5,1,0.5,1,1,
1+1,0.5,0.5,1,
1+1+1+1,
0.5,1,0.5,1+1,
0.5,1,0.5,1+1,
1+1,0.5,0.5,1,
1+1+1+1
};//这部分是整首曲子的接拍部分，也定义个序列duration，浮点（数组的个数和前面音符的个数是一样的，一一对应么）
intlength;//这里定义一个变量，后面用来表示共有多少个音符
inttonePin=5;//蜂鸣器的pin
voidsetup（）
{
pinMode（tonePin,OUTPUT）;//设置蜂鸣器的pin为输出模式
length=sizeof（tune）/sizeof（tune[0]）;//这里用了一个sizeof函数，可以查出tone序列里有多少个音符
}
voidloop（）
{
for（intx=0;x{
tone（tonePin,tune[x]）;//此函数依次播放tune序列里的数组，即每个音符
delay（400*duration[x]）;//每个音符持续的时间，即节拍duration，400是调整时间的越大，曲子速度越慢，越小曲子速度越快，自己掌握吧
noTone（tonePin）;//停止当前音符，进入下一音符
}
delay（5000）;//等待5秒后，循环重新开始
}
以下是其他程序：
constintLQ=8;
constintLH=9;
constintRQ=7;
constintRH=6;
constintENL=10;
constintENR=5;
#defineNOTE_B031
#defineNOTE_C133
#defineNOTE_CS135
#defineNOTE_D137
#defineNOTE_DS139
#defineNOTE_E141
#defineNOTE_F144
#defineNOTE_FS146
#defineNOTE_G149
#defineNOTE_GS152
#defineNOTE_A155
#defineNOTE_AS158
#defineNOTE_B162
#defineNOTE_C265
#defineNOTE_CS269
#defineNOTE_D273
#defineNOTE_DS278
#defineNOTE_E282
#defineNOTE_F287
#defineNOTE_FS293
#defineNOTE_G298
#defineNOTE_GS2104
#defineNOTE_A2110
#defineNOTE_AS2117
#defineNOTE_B2123
#defineNOTE_C3131
#defineNOTE_CS3139
#defineNOTE_D3147
#defineNOTE_DS3156
#defineNOTE_E3165
#defineNOTE_F3175
#defineNOTE_FS3185
#defineNOTE_G3196
#defineNOTE_GS3208
#defineNOTE_A3220
#defineNOTE_AS3233
#defineNOTE_B3247
#defineNOTE_C4262
#defineNOTE_CS4277
#defineNOTE_D4294
#defineNOTE_DS4311
#defineNOTE_E4330
#defineNOTE_F4349
#defineNOTE_FS4370
#defineNOTE_G4392
#defineNOTE_GS4415
#defineNOTE_A4440
#defineNOTE_AS4466
#defineNOTE_B4494
#defineNOTE_C5523
#defineNOTE_CS5554
#defineNOTE_D5587
#defineNOTE_DS5622
#defineNOTE_E5659
#defineNOTE_F5698
#defineNOTE_FS5740
#defineNOTE_G5784
#defineNOTE_GS5831
#defineNOTE_A5880
#defineNOTE_AS5932
#defineNOTE_B5988
#defineNOTE_C61047
#defineNOTE_CS61109
#defineNOTE_D61175
#defineNOTE_DS61245
#defineNOTE_E61319
#defineNOTE_F61397
#defineNOTE_FS61480
#defineNOTE_G61568
#defineNOTE_GS61661
#defineNOTE_A61760
#defineNOTE_AS61865
#defineNOTE_B61976
#defineNOTE_C72093
#defineNOTE_CS72217
#defineNOTE_D72349
#defineNOTE_DS72489
#defineNOTE_E72637
#defineNOTE_F72794
#defineNOTE_FS72960
#defineNOTE_G73136
#defineNOTE_GS73322
#defineNOTE_A73520
#defineNOTE_AS73729
#defineNOTE_B73951
#defineNOTE_C84186
#defineNOTE_CS84435
#defineNOTE_D84699
#defineNOTE_DS84978
//欢乐颂
#defineNTD0-1
#defineNTD1294
#defineNTD2330
#defineNTD3350
#defineNTD4393
#defineNTD5441
#defineNTD6495
#defineNTD7556
#defineNTDL1147
#defineNTDL2165
#defineNTDL3175
#defineNTDL4196
#defineNTDL5221
#defineNTDL6248
#defineNTDL7278
#defineNTDH1589
#defineNTDH2661
#defineNTDH3700
#defineNTDH4786
#defineNTDH5882
#defineNTDH6990
#defineNTDH7112
//列出全部D调的频率
#defineWHOLE1
#defineHALF0.5
#defineQUARTER0.25
#defineEIGHTH0.25
#defineSIXTEENTH0.625
//列出所有节拍
inttune[]=//根据简谱列出各频率
{
NTD3,NTD3,NTD4,NTD5,
NTD5,NTD4,NTD3,NTD2,
NTD1,NTD1,NTD2,NTD3,
NTD3,NTD2,NTD2,
NTD3,NTD3,NTD4,NTD5,
NTD5,NTD4,NTD3,NTD2,
NTD1,NTD1,NTD2,NTD3,
NTD2,NTD1,NTD1,
NTD2,NTD2,NTD3,NTD1,
NTD2,NTD3,NTD4,NTD3,NTD1,
NTD2,NTD3,NTD4,NTD3,NTD2,
NTD1,NTD2,NTDL5,NTD0,
NTD3,NTD3,NTD4,NTD5,
NTD5,NTD4,NTD3,NTD4,NTD2,
NTD1,NTD1,NTD2,NTD3,
NTD2,NTD1,NTD1
};
floatdurt[]=//根据简谱列出各节拍
{
1,1,1,1,
1,1,1,1,
1,1,1,1,
1+0.5,0.5,1+1,
1,1,1,1,
1,1,1,1,
1,1,1,1,
1+0.5,0.5,1+1,
1,1,1,1,
1,0.5,0.5,1,1,
1,0.5,0.5,1,1,
1,1,1,1,
1,1,1,1,
1,1,1,0.5,0.5,
1,1,1,1,
1+0.5,0.5,1+1,
};
intlength;
inttonepin=3;//得用6号接口
intmelody[]={
NOTE_G4,//5
NOTE_G4,//5
NOTE_A4,//6
NOTE_G4,//5
NOTE_C5,//1.
NOTE_B4,//7
0,
NOTE_G4,//5
NOTE_G4,//5
NOTE_A4,//6
NOTE_G4,//5
NOTE_D5,//2.
NOTE_C5,//1.
0,
NOTE_G4,//5
NOTE_G4,//5
NOTE_G5,//5.
NOTE_E5,//3.
NOTE_C5,//1.
NOTE_B4,//7
NOTE_A4,//6
0,
NOTE_F5,//4.
NOTE_F5,//4.
NOTE_E5,//3.
NOTE_C5,//1.
NOTE_D5,//2.
NOTE_C5,//1.
0,
};
intnoteDurations[]={
8,8,4,4,4,4,
4,
8,8,4,4,4,4,
4,
8,8,4,4,4,4,2,
8,
8,8,4,4,4,2,
4,
};
/*
HappyBirthdayToneforDaner.
MadebyTAHOon6th,Nov.2013
[email]tahoroom@[/email]
version1.0
*/
constinttrig=A1;
constintecho=A0;
intsensor=A2;//设置传感器信号输出端接到Arduino板子上的Pin2端口
intval=0;
voidsetup（）{
pinMode（ENR,OUTPUT）;
pinMode（ENL,OUTPUT）;
pinMode（RQ,OUTPUT）;
pinMode（RH,OUTPUT）;
pinMode（LQ,OUTPUT）;
pinMode（LH,OUTPUT）;
pinMode（tonepin,OUTPUT）;
length=sizeof（tune）/sizeof（tune[0]）;//计算长度
pinMode（echo,INPUT）;
pinMode（trig,OUTPUT）;
//iterateoverthenotesofthemelody:
pinMode（11,OUTPUT）;//forlight
pinMode（12,OUTPUT）;//forlight
pinMode（13,OUTPUT）;//forlight
pinMode（sensor,INPUT）;//设置为输入数字管脚
Serial.begin（9600）;
}
voidloop（）{
Run（'Q',10,150）;
longtime=0;
while
（1）
{
digitalWrite（trig,1）;
delay（15）;
digitalWrite（trig,0）;
time=pulseIn（echo,HIGH）;
floats=time/58.00;
Serial.println（s）;
if（s<20）
{
Baojing（）;
digitalWrite（3,1）;
delay（100）;
}
//noneedtorepeatthemelody.
val=digitalRead（sensor）;//读取输入引脚
delay（100）;
Serial.println（val）;
if（val==1）
{
play（）;//Playthemusic.
digitalWrite（3,0）;
//delay（100）;//Pauseforawhile.
}
}
}
voidBaojing（）
{
for（intj=0;j<2;j++）
{
for（inti=200;i<=800;i+=3）//用循环的方式将频率从200HZ增加到800HZ
{
pinMode（3,OUTPUT）;
tone（3,i）;//在四号端口输出频率
delay（5）;//该频率维持5毫秒
}
delay（2000）;//最高频率下维持4秒钟
for（inti=800;i>=200;i-=3）
{
pinMode（3,OUTPUT）;
tone（3,i）;
delay（10）;
}
}
}
voidplay（）
{
for（in
升级会员 