前回の電子オルゴールプログラムで演奏できるのは一曲だけでした。今回は、プログラムをほんの少しだけ変更して、メモリ容量が許せば何曲でも演奏することができるようにします。
サンプルで掲載する楽譜データ "gakufu.h" には、三曲分のデータが書き込まれていますが、メモリの 60%ほどしか使用していません。まだまだ曲数を増やすことができそうです。
1 使用する回路
前回記事と同じ回路です。
２ プログラム概要
前回作成したプログラムの最終行近くの RESET( ) 命令を削除し、次の曲の頭出しをする命令ステップ (10行) に置き換えます。
曲の停止時にSWを押すと次の曲の演奏が始まります。
3 楽譜データの保存
gakufu.h をに2曲分のデータを追加しました。
曲の終わりは 0xFFFF であらわし、データの最後は、0xFFFF を2つ重ねて示します。
const unsigned int p1gkf[] = {
84, // 夕焼け小焼け
0x4304,0x4304,0x4304,0x4504,0x4304,0x4304,0x4304,0x4004,
0x3C04,0x3C04,0x3E04,0x4004,0x3E0C,0x0004,0x4008,0x4004,
0x4304,0x4504,0x4804,0x4804,0x4504,0x4304,0x4304,0x4504,
0x4304,0x480C,0x0004,0x4806,0x4A02,0x4804,0x4504,0x4804,
0x4804,0x4304,0x4304,0x4504,0x4304,0x4504,0x4304,0x400C,
0x0004,0x4304,0x4004,0x3E04,0x3C04,0x3E04,0x3E04,0x3C04,
0x3E04,0x4004,0x4304,0x4504,0x4304,0x480C,0x0004,
0xFFFF,
92, // フランスの古い歌
0x3E04,0x4304,0x4504,0x4604,0x4804,0x4A0C,0x4A04,0x4804,
0x4A04,0x4B04,0x4804,0x4A0C,0x4A04,0x4804,0x4A04,0x4B04,
0x4804,0x4A04,0x4B02,0x4A02,0x4804,0x4604,0x450E,0x4302,
0x430C,0x3E04,0x4304,0x4504,0x4604,0x4804,0x4A0C,0x4A04,
0x4804,0x4A04,0x4B04,0x4804,0x4A0C,0x4A04,0x4804,0x4A04,
0x4B04,0x4804,0x4A04,0x4B02,0x4A02,0x4804,0x4604,0x450E,
0x4302,0x4310,0x4308,0x4304,0x4504,0x460C,0x4604,0x4808,
0x4808,0x450C,0x4504,0x4A0C,0x4A04,0x4B04,0x4D02,0x4B02,
0x4A04,0x4804,0x4608,0x4504,0x4304,0x450C,0x3E04,0x4304,
0x4504,0x4604,0x4804,0x4A0C,0x4A04,0x4804,0x4A04,0x4B04,
0x4804,0x4A0C,0x4A04,0x4804,0x4A04,0x4B04,0x4804,0x4A04,
0x4B02,0x4A02,0x4804,0x4604,0x450E,0x4302,0x4310,
0xFFFF,
92, // かたつむり
0x4506,0x4502,0x4504,0x4204,0x3E06,0x3E02,0x3E04,0x4004,
0x4206,0x4202,0x4004,0x3E04,0x4008,0x0008,0x4206,0x4302,
0x4504,0x4704,0x4506,0x4502,0x4504,0x4204,0x4006,0x4002,
0x3E04,0x4004,0x4208,0x0008,0x4504,0x4A04,0x4A04,0x4504,
0x4204,0x4504,0x4504,0x4204,0x3E04,0x4204,0x4206,0x4002,
0x3E08,0x0008,
0xFFFF,
0xFFFF,
};
4 プログラム
main.c 内容を下のリストの様にします。
/*************************************
* File: 電子オルゴール楽曲演奏
* SWで終了・再スタート
* NCO で 音階の方形波を作る
* ccp1 Dutyを徐々に下げて音を小さくする
* PIC16F18313
* Created on 2021-12-31
**************************************/
// 音が減衰する程度 指定値(ms)で1/16減少
#define EnvConst 50
#include <xc.h>
#include "gakufu.h"
#define _XTAL_FREQ 32000000 // delay_ms(x) のための定義
#pragma config FEXTOSC = OFF,RSTOSC = HFINT32
#pragma config CLKOUTEN = OFF,CSWEN = OFF,FCMEN = OFF
#pragma config MCLRE = ON,PWRTE = OFF,WDTE = OFF
#pragma config LPBOREN = OFF,BOREN = OFF,BORV = LOW
#pragma config PPS1WAY = OFF,STVREN = ON,DEBUG = OFF
#pragma config WRT = OFF,LVP = ON,CP = OFF,CPD = OFF
#define LED LATA4 // LED出力
#define pushSW RA5 // SW入力
#define newPlay 0 // 制御のステート名
#define getOnp 1
#define startOnp 2
#define waitEnd 3
#define sysSleep 4
// 音の高さを決める定数 for NOC clock 250KHz
const uint16_t dW_tbl[] = {
// Do, Re, Mi, Fa, So, Ra, Si
0,0x112,0x122,0x133,0x146,0x159,0x16E,0x183,0x19B,0x1B3,0x1CD,0x1E8,0x205, //12
0x224,0x245,0x267,0x28C,0x2B3,0x2DC,0x307,0x336,0x366,0x39A,0x3D1,0x40B,
0x449,0x48A,0x4CF,0x518,0x566,0x5B8,0x60F,0x66C,0x6CD,0x735,0x7A3,0x817,
0x892,0x915,0x99F,0xA31,0xACD,0xB71,0xC1F,0xCD8,0xD9B,0xE6A,0xF46,0x102E,
0x1125,0x122A,0x133E,0x1463,0x159A,0x16E3,0x183F,0x19B0,0x1B37,0x1CD5,0x1E8C,0x205D,
0x224A,0x2454,0x267D,0x28C7,0x2B34,0x2DC6,0x307E,0x3361,0x366F,0x39AB,0x3D19,0x40BB
};
uint8_t EnvCnt = EnvConst; // 音量減衰時間
uint8_t amp = 0; // 波形振幅
uint16_t remnTime = 0; // 音符演奏残り時間
uint8_t ptrOnp = 0; // 音符データポインタ
uint8_t state = newPlay; // 制御ステート
uint16_t tempo; // テンポ時間 ms
uint16_t onpWord; // 音符データ
uint8_t onpLEN; // 音符 長さ
uint8_t onpMIDI; // 音符MIDI番号
uint16_t nextRemnTime; // 演奏時間残り ms
uint16_t nextIncWave; // 波形周期計算 増加値
uint8_t nextAmp; // 次の波形振幅
void main(void) {
LATA = 0; // LED Off
TRISA = 0b101011; // A2,A4出力、A5入力に設定
ANSELA = 0; // 全てのpinをデジタルに設定
WPUA = 0b111111; // 入力に弱プルアップ
// Timer0 設定 ***************************************
T0CON1 = 0b01000101; // Fosc/4 Sync PreS 1/32
T0CON0 = 0b10000000; // T0 ON 8bit Post 1/1
TMR0H = 249; // 32MHz/4/32/250=1KHz (1ms)
// PWM 設定 ******************************************
T2CON = 0b00000100; // Timer 2 PS1/1設定
PR2 = 0x1F; // Timer2 周期 250KHz設定
CCP1CON= 0b10001111; // Duty 下位 PWMモード
// CLC1 設定 ***************************************
// T2_matchをNCO Clockに接続する
CLC1POL = 0x02; // LC1G2POL 反転
CLC1SEL0 = 0x1A; // LC1D1S T2_match;
CLC1SEL1 = 0x00; // LC1D2S 接続なし
CLC1SEL2 = 0x00; // LC1D3S 接続なし
CLC1SEL3 = 0x00; // LC1D4S 接続なし
CLC1GLS0 = 0x02; // LC1G1D1T enabled
CLC1GLS1 = 0x00; // LC1G2 全入力なし
CLC1GLS2 = 0x00; // LC1G3 全入力なし
CLC1GLS3 = 0x00; // LC1G4 全入力なし
CLC1CON = 0x80; // LC1EN 割り込みなし AND-OR;
// NCO 設定 ************************************
NCO1CLK = 0x02; // LC1OUTがクロック
NCO1CON = 0x80; // NCO ON
// DSM 設定 ************************************
MDCON = 0x80; // 情報信号で搬送波『On/Off』
MDSRC = 0x0B; // 情報信号 正論理非同期 NOC1
MDCARH = 0x04; // 搬送波Ｈ 正論理非同期 CCP1
MDCARL = 0; // 搬送波Ｌ VSS
RA2PPS = 31; // RC3にDSM出力
while(!pushSW); // SW upを確認する
__delay_ms(10); // チャタリング防止
while(1){
// 1ms毎に TimeUp (タイミング) ##########
if(TMR0IF){ // 1ms毎に TimeUp
TMR0IF = 0; // TimeUp flag クリア
// 音量減衰 -------------------------------------
if(EnvCnt-- == 0){ // 30ms毎に
EnvCnt = EnvConst; //
amp = (int)amp * 15/16; // 音量を -6% する
CCPR1H = 0;
CCPR1L = amp;
if(amp > 100)LED = 1; // 音量大で LED On
else LED = 0; // 音量小で LED Off
}
// 音符演奏 残 ----------------------------
if(remnTime) remnTime--; // 残り時間を1ms減少
} // end if(TMR0IF)
// Main controls (ステート制御) #####################
switch(state){
case newPlay: // 新しく演奏準備 -----
tempo = 7500/p1gkf[ptrOnp++]; //Tempをmsに変換
state = getOnp;
break;
case getOnp: // 音符情報を取得 -----
onpWord = p1gkf[ptrOnp++]; // 音符情報を取得
onpLEN = onpWord & 0xFF; // 長さ取得
nextRemnTime = onpLEN * tempo; // 演奏時間ms計算
onpMIDI = onpWord >> 8; // MIDI番号取得
if(onpMIDI < 24) onpMIDI = 0; // 演奏不可音符は
if(onpMIDI > 95) onpMIDI = 0; // 休符に変換
if(onpMIDI){ // 音符なら
// 波形加算値を取得
nextIncWave = dW_tbl[onpMIDI-23];
nextAmp = 0x7F; // 音量最大
}else{ // 休符なら
nextAmp = 0; // 音量ゼロ
}
if(onpLEN <= 32) // 音符休符なら
state = startOnp; // 演奏する
else // 曲終わりなら
state = sysSleep; // 先頭に戻る
break;
case startOnp: // 新たな音符休符の情報をセット-----
NCO1CON = 0; // NCO OFF
NCO1INCU = 0; // 次の音を
NCO1INCH = nextIncWave >> 8; // NCOにセット
NCO1INCL = nextIncWave & 0xFF; //
NCO1CON = 0x80; // NCO ON
amp = nextAmp; // 音量を
CCPR1L = amp; // PWMに設定
EnvCnt = EnvConst; // 音量減衰を初期化
remnTime = nextRemnTime; // 演奏時間を設定
state = waitEnd;
break;
case waitEnd: // 前の音符演奏終了をを待つ-----
if(pushSW == 0){ // SW 押下なら
state = sysSleep; // スリープへ
}
if(remnTime == 0){ // 音符演奏終了なら
state = getOnp; // 次の音符取得へ
}
break;
case sysSleep: // SWが押下まで、スリープ -----
CCP1CON = 0; // CCP1 OFF
LATA = 0; // 全出力を 0 にする
__delay_ms(10); // チャタリング防止
while(!pushSW); // SW upを確認する
__delay_ms(10); // チャタリング防止
IOCAN5 = 1; // SW ONを待つ
IOCAF = 0; // SW フラグリセット
IOCIE = 1; // SW SLEEP再起動設定
GIE = 0; // 割込み禁止
NOP(); // ----------------------------
SLEEP(); // この間 スリープ
NOP(); // ----------------------------
__delay_ms(10); // チャタリング防止
while(!pushSW); // SW upを確認する
__delay_ms(10); // チャタリング防止
// 曲終了まで音符位置を進める
// 楽譜終了なら音符位置先頭に
ptrOnp--;
while(p1gkf[ptrOnp++] != 0xFFFF);
if(p1gkf[ptrOnp] == 0xFFFF) ptrOnp = 0;
CCP1CON = 0b10001111; // CCP1 ON
state = newPlay; // 次の曲へ
break;
} // end swtich =====
}
}
/** End of File **/
5 動作の確認
書き込み終了後に、夕焼け小焼けがスピーカーから聞こえるでしょう。
曲の途中でSWを押すとその時点で演奏が終了します。終了後に再びSWを押すと次の楽曲が演奏されます。
６ 次回の予定
次回は、