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| MIDI音乐播放程序 | 什么是MIDI，C调音符与频率对照表，编写并下载。 | 对MIDI有初步的认识和印象，知道如何编写。 |
师从洋桃电子，杜洋老师
一、什么是MIDI？
MIDI（Musical Instrument Digital Interface）是电子乐器间的数字通信协议，在单片机中可通过以下要素模拟实现：
- 音符数字编码：用数字代替具体音高（如60代表中音C）
- 持续时间控制：通过定时器设定音符长度
- 多通道支持：通过PWM同时产生多个音调（需高级单片机）
二、C调音符频率对照表（完整版）
| 音符 | 低音组(Hz) | 中音组(Hz) | 高音组(Hz) |
|---|---|---|---|
| 1 | 262 (C4) | 523 (C5) | 1047 (C6) |
| 2 | 294 (D4) | 587 (D5) | 1175 (D6) |
| 3 | 330 (E4) | 659 (E5) | 1319 (E6) |
| 4 | 349 (F4) | 698 (F5) | 1397 (F6) |
| 5 | 392 (G4) | 784 (G5) | 1568 (G6) |
| 6 | 440 (A4) | 880 (A5) | 1760 (A6) |
| 7 | 494 (B4) | 988 (B5) | 1976 (B6) |
三、MIDI音乐播放实例：
1. 音乐数据编码
// 数组结构：[频率, 持续时间(ms)]交替存储
uc16 music1[78]={ //音乐1的数据表（奇数是音调，偶数是长度）
330,750,
440,375,
494,375,
523,750,
587,375,
659,375,
587,750,
494,375,
392,375,
440,1500,
330,750,
440,375,
494,375,
523,750,
587,375,
659,375,
587,750,
494,375,
392,375,
784,1500,
659,750,
698,375,
784,375,
880,750,
784,375,
698,375,
659,750,
587,750,
659,750,
523,375,
494,375,
440,750,
440,375,
494,375,
523,750,
523,750,
494,750,
392,750,
440,3000
};
2. 播放核心代码解析
void MIDI_PLAY(void) {
u16 i, e;
for(i=0; i<39; i++) { // 遍历39个音符
// music1[i*2]：当前音符频率
// music1[i*2+1]：当前音符持续时间
for(e=0; e < (music1[i*2] * music1[i*2+1])/1000; e++) {
/* 方波生成：500000us(0.5秒)/频率 = 单个周期时长 */
GPIO_WriteBit(BUZZERPORT, BUZZER,(BitAction)(0)); // 输出低电平
delay_us(500000/music1[i*2]); // 半周期延时
GPIO_WriteBit(BUZZERPORT, BUZZER,(BitAction)(1)); // 输出高电平
delay_us(500000/music1[i*2]); // 另一半周期
}
}
}
3. 关键参数说明
-
频率计算：
500000/music1[i*2]推导过程
周期T(μs)=1,000,000/频率 → 半周期=500,000/频率 -
循环次数：
(频率×持续时间)/1000确保总时长精确
例：440Hz音符播放500ms时：
循环次数=(440×500)/1000=220次
四、优化技巧
- 硬件定时器替代delay_us：使用PWM输出方波
- 中断控制：TIM_IT_Update中断切换电平
- 动态BPM调整：添加全局速度系数变量
float speed_ratio = 1.0; // 速度调节系数
delay_us((int)(500000/music1[i*2] * speed_ratio));
五、相关资源
[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32F103xx官方数据手册
[3] STM32F103X8-B数据手册（中文）
[4] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[5] MIDI音乐播放程序
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实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：
- v1.0 初始版本（2025-02-26）