Написал программный модуль, позволяющий добавить функцию воспроизведения мелодий или последовательностей звуков практически в любой проект на микроконтроллере AVR. 

 

Особенности модуля:

 

- простая интеграция с готовым проектом 

- задействован только 8-ми разрядный таймер т2, при этом остается возможность использовать его для опроса или формирования временных интервалов

- модуль настраивается практически на любую частоту тактового генератора

- высота нот задается в виде символических констант (С0, А2 и т.д) или в Герцах 

- длительности задаются в стандартном виде (четверти, восьмые и т.д.) или в миллисекундах

- имеется возможность задавать темп воспроизведения мелодии и количество ее повторений

- в процессе воспроизведения мелодия может быть поставлена на паузу

 

Для IAR `a – кликнуть правой кнопкой мышке в окне workspace и выбрать Add > Add Files…

Для WINAVR примерно то же самое, только sound.c нужно еще прописать в make файл: 

 

    # List C source files here. (C dependencies are automatically generated.)

    SRC = $(TARGET).c sound.c

 

 

   #include "sound.h"

 

 

   //#define SOUND_BPM       24  

 

   //тактовая частота мк                              

   #define SOUND_F_CPU     16U 

 

   #define PORT_SOUND PORTB

   #define PINX_SOUND 0

 

   //количество заданных мелодий.  

   #define SOUND_AMOUNT_MELODY 4

 

   Мелодия представляет собой массив 16-ти разрядных чисел и имеет следующую структуру 

   BPM (количество четвертных нот в минуту) – это константа, используемая для расчета длительности нот и определяющая скорость воспроизведения мелодии. 

   BPM может принимать значения от 1 до 24, что соответствует 10 и 240 четвертным нотам в минуту соответственно. 

   Если длительность нот/звуков задается в миллисекундах, то BPM, прописанный в массиве, должен быть равен 1.

   Если в заголовочном файле sound.h константа SOUND_BPM закомментирована, то длительность нот рассчитывается в процессе выполнения программы по BPM `у  заданному в массиве. Если SOUND_BPM  не закомментирована – длительность нот рассчитывается еще на этапе компиляции, исходя из значения этой константы, при этом все мелодии будут воспроизводиться в одинаковом темпе. Это ограничивает функционал, но позволяет сэкономить несколько байт кода. 

 

   Количество повторений. Может принимать значения 1 ... 254 и LOOP (255). LOOP - означает, что мелодия будет повторяться бесконечно, пока не будет подана команда SOUND_STOP или SOUND_PAUSE. 

 

   Длительность ноты – время в течение, которого генерируется заданный тон звука или выдерживается пауза. Может задаваться в ms, с помощью макроса ms(x), или в виде стандартных длительностей нот – восьмых, шестнадцатых и т.д. Ниже приведен список поддерживаемых длительностей. Если возникнет нужда в каких-то экзотических длительностях, их всегда можно добавить в файле tone.h 

 

n1  - целая нота

n2  - половинная нота

n4  - четверть

n8  - восьмая

n3  - восьмая триоль

n16 - шестнадцатая

n6  - секстоль

n32 - тридцать вторая

 

   Высота ноты задается с помощью символических констант описанных в файле tone.h, например C2, A1 и т.д. Также высота нот может задаваться в Герцах с помощью макроса f(x).

В программе есть ограничения на минимальную и максимальную частоту звука!  

 

   Маркер конца мелодии. Значение последнего элемента массива обязательно должно быть нулевым. 

   В начале main`a нужно обязательно вызывать функцию SOUND_Init(). Эта функция настраивает вывод микроконтроллера на выход, конфигурирует таймер Т2  и  инициализирует переменные модуля. 

   Затем нужно установить флаг разрешения прерываний - __enable_interrupt(), ведь в модуле используется прерывания таймера Т2 по переполнению и совпадению.

    После этого можно запускать воспроизведение мелодий.

Например, так: 

 

   SOUND_SetSong(2); //установить указатель на 2-ю мелодию

   SOUND_Com(SOUND_PLAY);  //воспроизвести мелодию

 

Или так:

 

   SOUND_PlaySong(2);

 

    Воспроизведение мелодии можно в любой момент остановить, подав команду SOUND_STOP.
   Также мелодию можно поставить на паузу с помощью команды  SOUND_PAUSE. Последующая подача команды SOUND_PLAY возобновляет воспроизведение мелодии с места, на котором произошла остановка. 

   В принципе данный функционал не особо нужен (это уж я просто навернул) и при работе с модулем достаточно функции  SOUND_PlaySong(unsigned char numSong);

   Примеры использования звукового модуля вы можете скачать по ссылкам ниже. Схему рисовать не стал, потому что там все просто. Пьезоизлучатель подключен к выводу PB0, кнопка запуска мелодий подключена к выводу PD3. В проектах определено 4 мелодии. Нажатие на кнопку запускает каждый раз новую мелодию. Используется микроконтроллер atmega8535. Изначально хотел заморочиться на проект с четырьмя кнопками - PLAY, STOP, PAUSE и NEXT, но потом подумал, что это лишнее. 

 

Исходники звукового модуля для трех компиляторов

PS: Модуль не проходил расширенное тестирование и предоставляется “как есть“. Если есть какие-то рациональные предложения - давайте его доработаем.