編程您的獨立硬件音效板

在這個(gè)由兩部分組成的系列的第二部分中，我們通過(guò)在A(yíng)rduino IDE中添加必要的代碼并上傳音效片段，將我們的硬件組裝變成一個(gè)功能齊全的音效板。

在本項目的前半部分，我們逆向工程了一個(gè)智能語(yǔ)音模塊，并設計了一個(gè)自定義的按鈕矩陣鍵盤(pán)。然后，我們將這些組件連接到一個(gè)ATmega328微控制器上，創(chuàng )建了如圖1所示的音效板設備。

圖1 放置在3D打印外殼中的All About Circuits硬件音效板

現在，在第二部分中，我們將通過(guò)講解Arduino代碼來(lái)完成這個(gè)項目，這些代碼將使音效板運行。我們還將討論如何將音效片段上傳到其內存中并正確組織它們。

注意：在繼續之前，您需要按照“使用Arduino微控制器制作您自己的硬件音效板”一文中的步驟構建電路。除了組裝說(shuō)明外，該文章還包含了音效板項目的物料清單（BoM）、電路原理圖、CAD文件和STL文件。

創(chuàng )建Arduino草圖

要開(kāi)始編寫(xiě)代碼，我們首先需要在A(yíng)rduino IDE中創(chuàng )建一個(gè)新的草圖。我們將通過(guò)在代碼頭中包含兩個(gè)免費可用的庫來(lái)簡(jiǎn)化我們的設計：

DYPlayerArduino.h庫將DY1703A的專(zhuān)有通信協(xié)議實(shí)現為方便易用的C++函數。這使我們無(wú)需手動(dòng)向IC發(fā)送命令。Keypad.h庫幫助我們讀取按鈕矩陣的按鍵。

定義對象、變量和常量

我們的下一步是創(chuàng )建一個(gè)播放器模塊對象：

之后，我們將聲明并初始化一個(gè)6行3列的字符矩陣：

該矩陣使用18個(gè)連續的字母來(lái)表示我們的18個(gè)按鈕。

完成后，我們將定義每個(gè)行和列總線(xiàn)連接到微控制器的GPIO引腳：

最后，我們使用這些矩陣變量作為參數初始化一個(gè)鍵盤(pán)對象實(shí)例：

字符到索引偏移

要訪(fǎng)問(wèn)內存中的文件，我們需要使用其索引值。由于我們有18個(gè)音效片段，索引將由1到18之間的整數值表示。然而，當按下按鈕時(shí)，鍵盤(pán)檢測到的并不是文件索引。相反，按鈕的值注冊為我們剛剛定義為字符矩陣元素的小寫(xiě)字母之一。

要將該字符的ASCII編號轉換為文件索引范圍內的整數，我們需要創(chuàng )建一個(gè)偏移常量。因為字母“a”的十進(jìn)制ASCII值為97，我們將使用偏移常量值96：

Setup函數

我們的草圖的setup函數初始化了我們創(chuàng )建的播放器對象并調整其音量。在下面的代碼片段中，我將音量設置為20%。

Loop函數

我們需要包含的最后一段代碼是草圖的loop函數。首先，我們需要聲明一個(gè)變量，該變量將在按下鍵時(shí)保存鍵的字符值。為了掃描按鈕矩陣并確定實(shí)際按下了哪個(gè)按鈕，我們使用keypad庫中的以下get函數：

customKey變量現在包含按鈕按下的ASCII字符值。我們從該鍵值中減去ASCII偏移常量以獲得我們的文件索引。然后，我們調用一個(gè)以該文件索引為參數的播放函數，并等待一定時(shí)間讓其播放（我設置為1,000毫秒）：

這個(gè)過(guò)程使DY1703A從其閃存中獲取具有特定索引的文件，解碼該文件的MP3信號，然后將其發(fā)送到LTK5128的輸入端，由連接到其輸出的揚聲器放大并播放。

上傳代碼

現在我們的代碼已經(jīng)完成，我們可以繼續上傳它。如果您使用的是Arduino開(kāi)發(fā)板，這個(gè)過(guò)程很簡(jiǎn)單。如果您只使用微控制器，請按照Arduino的“從Arduino到面包板上的微控制器”教程中的步驟操作，并使用USB到串行模塊對其進(jìn)行編程。

添加音效片段

互聯(lián)網(wǎng)上有數百萬(wàn)個(gè)音效片段可供選擇。只需選擇您想要的音效片段，下載它們，然后使用設備的USB端口將它們放入音效板的閃存中。最好在將它們加載到W25Q32之前，將音效片段按順序命名（00001.mp3、00002.mp3、00003.mp3，依此類(lèi)推）。

輪到你了

你可以通過(guò)添加額外的音頻文件和按鈕來(lái)擴展這個(gè)電路及其代碼，或者通過(guò)使用額外的揚聲器和更高級的放大器來(lái)增加立體聲支持。你甚至可以考慮添加一個(gè)電位器來(lái)調節揚聲器的音量。當然，通過(guò)使用不同的庫或函數，總有方法可以?xún)?yōu)化按鍵掃描代碼。

我在這個(gè)項目中的目標是帶你走完設計一個(gè)完整的嵌入式系統的過(guò)程，這個(gè)系統不僅制作起來(lái)有趣，而且玩起來(lái)也很有趣。如果你構建了這個(gè)項目，請在評論中告訴我你選擇了哪些音效片段，以及你是如何擴展它的！