CH32Vマイコンプログラミング(2)｜Arduino ide環境、電子オルゴール

int melo = 200;   // 音の長さを指定
int pin = 8;     // ブザーを接続したピン番号


void setup() {
}


void loop() {
     tone(pin,262,melo) ;  // ド
     delay(melo) ;         // 音がなっている間待機
     tone(pin,294,melo) ;  // レ
     delay(melo) ;
     tone(pin,330,melo) ;  // ミ
     delay(melo) ;


     delay(1000) ;         // 1秒待機
}

Arduino ideではtone関数というものがあり、これの()に(ピン番号, 鳴らしたい音源の周波数, 音の長さ)を書き込むことで狙いの音階と長さを鳴らすことができます。この関数はpwmを用いたものなので使用するマイコンもそのピンもpwm機能が有効なものを選んでください。今回私が使用したM5stamp C3Uは5VやGND等を除くGPIOピンなら全部pwmに対応しているみたいなので、ここではGPIO8を使用しましたが他でも可能です。

狙い通りドレミと演奏し1秒間空いたのち繰り返す動きを実現できました。異なる音階を演奏するため設備で使用しているブザーとも区別できそうです。

(茶番)CH32Vプログラム?

ドレミプログラムはできそうだとわかったので、このプログラムをCH32Vにも書き込んで実現します、、、、、、、、、。

と言いたいところだったんですが、実はCH32VプログラムはArduino ide環境ではまだ開発途中ということで、2024/4/27時点ではまだpwmを使用したプログラムは組めません。よってtone関数もコンパイルで認識せずエラーが発生しました。

ch32v003funという別の開発環境であればpwmにも対応していると聞いたのですが、C++、microPython、Raspberry PiのPythonとすでに3種類くらいプログラム開発環境と端末があり、これ以上増えると管理とか頭がパンクしそうになるので開発環境は増やしたくなかったです。CH32Vでtone関数を使ったプログラムは諦めます。

いかがでしたか？調べた結果、CH32Vではできませんでしたぁ、、、、、、。

で終わってしまうとただのダメブログになってしまうし、もともとこの用途の実現のためにCH32Vのプログラムを始めた側面もあり、何より自分に負けた気がするのでもう少し足掻いてみます。

改めてCH32Vプログラム | まずはドレミ

とりあえず作戦です。tone関数で音階を演奏する仕組みについて説明します。

下図のようにONとOFFのパルス信号を出力することで音を発生させています。1周期内のONとOFF時間は同じです。この1周期の時間を変えることで人間の耳には異なった音階として認知できます。

つまりはピン出力されるONとOFFの時間を制御すれば音階を変えられる、と予想しました。

ようは本来はtone関数1文で済むプログラムを自作するということです。結構強引な気もしますがこれでプログラムを組んでみました。

まずM5stamp C3Uで実現したプログラムと同じ出力結果になるようなプログラムを組んでみました。

さっきと同じドレミを演奏するプログラムです。

//tone_selfmake.ino
void setup() {
    pinMode(PD6, OUTPUT);
}


//f()の中に以下の数字を入れる
//ド：239  レ：213　ミ：190
//各音階は0.2秒間発生
void loop() {  
  int a=0;              //音の発生時間をリセット
  while(a<200){
    int y=f(239);
    a++;
    delay(1);
  }
  while(a<400){
    int y=f(213);
    a++;
    delay(1);
  }
  while(a<600){
    int y=f(190);
    a++;
    delay(1);
  }
  delay(1000);                 //演奏終了後1秒間無音
}


//音階制御関数
int f(int n){
  digitalWrite(PD6, HIGH);
  delayMicroseconds(n);
  digitalWrite(PD6, LOW);
  delayMicroseconds(n);
  return;
}

//timereset_doremi.ino
byte countdowntime;
void setup() {
    delay(5000);
    Serial.begin(115200);
    pinMode(PC2, OUTPUT);
    pinMode(PC1, INPUT_PULLDOWN);
    countdowntime = 10;
    Serial.println("CountDown Start!");
}


void loop() {
  if(countdowntime>0){
      bool in = digitalRead(PC1);
      if(in == HIGH){
        countdowntime = 10;
        Serial.println("CountDown reset");
        }else{
          countdowntime--;
          Serial.println(countdowntime);
          delay(500);
        }
      }else{
        Serial.println("melody time");
        int a=0;
        while(a<200){
        int y=f(239);
        a++;
        delay(1);
        }
        while(a<400){
        int y=f(213);
        a++;
        delay(1);
        }
        while(a<600){
        int y=f(190);
        a++;
        delay(1);
        }
        countdowntime = 10;
      }
}


int f(int n){
  digitalWrite(PC2, HIGH);
  delayMicroseconds(n);
  digitalWrite(PC2, LOW);
  delayMicroseconds(n);
  return;
}