如何用鸿蒙OS在蜂鸣器播放音乐

本文介绍如何在HiSpark Wi-Fi IoT套件上，使用Harmony OS IoT硬件子系统的PWM接口 驱动蜂鸣器 播放音乐。

用PWM输出方波

PWM输出的方波频率

通过PwmStart接口的注释，可以知道freq参数是分频倍数，PWM实际输出的方波频率等于 PWM时钟源频率 除以 分频倍数，即

f = Fcs / freq

其中，Fcs是PWM时钟源频率；

PWM输出方波的占空比

通过PwmStart接口的duty参数可以控制输出方波的占空比，占空比是指PWM输出的方波波形的高电平时间占整个方波周期的比例，具体占空比值是 duty 和 freq的比值，例如想要输出占空比 50%的方波信号，那么duty填的值就要是 freq/2；

音符-频率对应关系

参考：https://liam.page/2018/04/09/pitch-interval-and-harmonic/

开发板可以输出的最低频率

通过前面的公式，我们知道：

PWM输出的方波频率和freq成反比，freq越大，输出的方波频率越小；

freq是unsinged short类型，最大值为65535；
因此，输出频率的最小值取决于时钟源，PWM的默认时钟源为160M:

unsignedintHalPwmInit(HalWifiIotPwmPortport){if(hi_pwm_set_clock(PWM_CLK_160M)!=HI_ERR_SUCCESS){return(unsignedint)HAL_WIFI_IOT_FAILURE;
}returnhi_pwm_init((hi_pwm_port)port);
}

我们通过直接调用hi_pwm_set_clock接口，可以修改时钟源：

/**
*@ingroupiot_pwm
*
*EnumeratesthePWMclocksources.CNcomment:PWM时钟源枚举。CNend
*/typedefenum{
PWM_CLK_160M,/**< 160M APB clock.CNcomment:160M 工作时钟 CNend */
    PWM_CLK_XTAL, /**< 24M/40M crystal clock.CNcomment:24M或40M 晶体时钟 CNend */
    PWM_CLK_MAX   /**< Maximum value, which cannot be used.CNcomment:最大值，不可使用CNend */} hi_pwm_clk_source;hi_u32 hi_pwm_set_clock(hi_pwm_clk_source clk_type);

通过注释我们知道hi_pwm_set_clock(PWM_CLK_XTAL);可以将时钟源设置为晶体时钟，晶体时钟可能为24M或40M；
那么问题来了——晶体时钟到底是多少？

晶体时钟频率是多少？

我们可以通过通过实验，测算出晶体时钟频率，具体步骤如下：

使用hi_pwm_set_clock(PWM_CLK_XTAL);设置时钟源为晶体时钟；

使用PwmStart(WIFI_IOT_PWM_PORT_PWM0, 20*1000, 40*1000);输出方波信号；

使用示波器测量方波频率；
经实际测量，方波评率为1000Hz，因此，时钟频率为1000 * 40 * 1000也就是 40 MHz;

可以输出的方波最低频率

因此，方波最低频率就是 40M / 65535 ，也就是：

>>>40*1000*1000/65535
610.3608758678569

对照上面的频率表，可以知道，能够输出E♭以上的所有音符；

准备曲谱

为了代码实现起来简单，我选择了《两只老虎》的曲谱作为素材，很快找到了简谱：

简谱说明

对于缺乏音乐基础的同学，简谱上的一些记号可能不太清楚是什么意思，这里简单说明一下：

左上角的1=C是表示调式（可以不用关心），1是唱名，C是音名，1=C是正调（就是常规的对应关系: 1-C，2-D, 3-E, 4-F, 5-G, 6-A, 7-B）；

左上角的 4/4 是四四拍，是指 四分音符为一拍， 每小节有四拍；

下面谱子上的竖线就是每个小节分隔符，和4/4对应；

“跑得快”上面5后面的横线表示延时一拍；

“一直没有眼睛”一句，5后面的点表示顺延半拍，一条下划线表示二分之一时间，两条下划线表示四分之一时间；

编写代码

有了以上知识，我们就可以编写代码了，关键部分代码如下：

staticvolatileintg_buttonPressed=0;staticconstuint16_tg_tuneFreqs[]={0,//40MHz对应的分频系数：
38223,//11046.5
34052,//21174.7
30338,//31318.5
28635,//41396.9
25511,//51568
22728,//61760
20249,//71975.5
51021//5_783.99//第一个八度的5};//曲谱音符staticconstuint8_tg_scoreNotes[]={//《两只老虎》简谱：http://www.jianpu.cn/pu/33/33945.htm
1,2,3,1,1,2,3,1,3,4,5,3,4,5,5,6,5,4,3,1,5,6,5,4,3,1,1,8,1,1,8,1,//最后两个5应该是低八度的，链接图片中的曲谱不对，声音到最后听起来不太对劲};//曲谱时值，根据简谱记谱方法转写，4/4拍中下面划一条线是半拍，划两条线是四分之一拍，点是顺延半拍staticconstuint8_tg_scoreDurations[]={4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,8,4,4,8,3,1,3,1,4,4,3,1,3,1,4,4,4,4,8,4,4,8,
};staticvoid*BeeperMusicTask(constchar*arg){
(void)arg;printf("BeeperMusicTaskstart!\r\n");

hi_pwm_set_clock(PWM_CLK_XTAL);//设置时钟源为晶体时钟（40MHz，默认时钟源160MHz）

for(size_ti=0;i< sizeof(g_scoreNotes)/sizeof(g_scoreNotes[0]); i++) {        uint32_t tune = g_scoreNotes[i]; // 音符
        uint16_t freqDivisor = g_tuneFreqs[tune];        uint32_t tuneInterval = g_scoreDurations[i] * (125*1000); // 音符时间
        printf("%d %d %d %d\r\n", tune, (40*1000*1000) / freqDivisor, freqDivisor, tuneInterval);
        PwmStart(WIFI_IOT_PWM_PORT_PWM0, freqDivisor/2, freqDivisor);
        usleep(tuneInterval);
        PwmStop(WIFI_IOT_PWM_PORT_PWM0);
    }    return NULL;
}

其中谱子最后两个5是谱子的错误，应该是低八度的5，也就是5下面应该打一个点；我修改了代码，让整个曲子听起来更自然；

编辑：hfy