让micro:bit和音乐互动起来 - 微型电脑应用杂志社投稿_期刊论文发表|版面费|电话|编辑部|论文发表- 微型电脑应用

来稿应自觉遵守国家有关著作权法律法规，不得侵犯他人版权或其他权利，如果出现问题作者文责自负，而且本刊将依法追究侵权行为给本刊造成的损失责任。本刊对录用稿有修改、删节权。经本刊通知进行修改的稿件或被采用的稿件，作者必须保证本刊的独立发表权。一、投稿方式： 1、请从我刊官网直接投稿。 2、请从我编辑部编辑的推广链接进入我刊投审稿系统进行投稿。二、稿件著作权： 1、投稿人保证其向我刊所投之作品是其本人或与他人合作创作之成果，或对所投作品拥有合法的著作权，无第三人对其作品提出可成立之权利主张。 2、投稿人保证向我刊所投之稿件，尚未在任何媒体上发表。 3、投稿人保证其作品不含有违反宪法、法律及损害社会公共利益之内容。 4、投稿人向我刊所投之作品不得同时向第三方投送，即不允许一稿多投。 5、投稿人授予我刊享有作品专有使用权的方式包括但不限于：通过网络向公众传播、复制、摘编、表演、播放、展览、发行、摄制电影、电视、录像制品、录制录音制品、制作数字化制品、改编、翻译、注释、编辑，以及出版、许可其他媒体、网站及单位转载、摘编、播放、录制、翻译、注释、编辑、改编、摄制。 6、第5条所述之网络是指通过我刊官网。 7、投稿人委托我刊声明，未经我方许可，任何网站、媒体、组织不得转载、摘编其作品。

让micro:bit和音乐互动起来

作者:

关键词:

摘要：

涉及学科：音乐，数学，信息技术

当下火遍整个创客教育圈的莫过于micro:bit了。如图1所示，micro:bit是一个很小的可编程的微型电脑，能够使用makecode、Mixly、Python等编程语言设计智能作品。一直期望能够用micro:bit来识别音乐节奏，可惜micro:bit的功能太弱没办法实现，只能转而希望借助于电脑的帮忙，即让电脑识别音乐节奏，再将识别结果告诉micro:bit。这种做法其实就是在设计一款互动媒体作品。

互动媒体方面，最有名的编程软件当属Processing，Processing的Minim库中有个范例程序——窗口的矩形会随着音乐的节拍而跳动，效果图如2所示。我们准备借助这个库来识别音乐，然后实现micro:bit和音乐进行互动。比如，按下micro:bit的B键，音乐播放，按下micro:bit的A键，暂停播放，当音乐中有节拍时，则发送信息给micro:bit让LED点阵屏快速闪烁心型图像。

● 互动作品的原理分析

窗口的矩形随着音乐的节拍而跳动的效果是由Processing的Minim库中的“Frequency EnergyBearDetection”范例程序实现的，此程序是用频率能量模式对音乐中的节拍进行监测，使用快速傅立叶变换（FFT）算法来获得频谱，然后将频谱划分为平均频带，并且独立地监测在频谱的不同部分发出的声音（如底鼓、军鼓和小擦）。简单来说，此范例程序是对音乐的频率进行监测，而Processing窗口中矩形的出现以及位置便是由实时监测到的频率决定的。

那么，只要在这个范例程序中增加功能，当特定频率出现的时候，向micro:bit发送信息，就可以达到音乐互动的目的。可见，完成这个互动作品的关键在于让micro:bit和Processing之间相互通信。

Processing支持网络通信，通过WIFI进行互动本来是很好的方式，只是micro:bit自身不带WIFI功能，外加无线设备又比较麻烦。幸好Processing和micro:bit都支持串口通信，二者的互动只能通过串口来实现。如果需要无线互动，则可以用一块micro:bit作为中转设备，多块micro:bit作为终端同时显示效果。

为了让互动更加有意思一些，我们在micro:bit中加上了音乐控制功能。这个互动媒体作品的运行流程如图3所示。

图1 micro:bit

图2 范例程序效果图

图3 系统运行流程

图4 设备管理器查看端口号

图5 安装Minim库界面

图6 Minim库范例程序

图7 范例FrequencyEnergyBeatDetection

● 开发环境准备

1.安装串口驱动

micro:bit在windows中需要另外安装Mbed串口驱动。而在Linux和Mac OS上无需安装驱动。下面以Win7为例介绍Mbed串口驱动的安装。首先连接micro:bit到计算机，然后双击Mbed串口驱动进行安装，安装完成后，便可通过设备管理器查看micro:bit的端口号了，如图4所示的COM1是笔者使用的计算机中micro:bit的端口号。端口号与计算机连接过的设备有关，不同的设备端口号不同。

2.安装Minim库

本案例中，Processing要用到Minim堪姹疽涯谥昧薓inim库，我们可以从库管理器中安装它。通过“速写本”—“引用库文件”—“添加库文件”打开管理器的Libraries选项卡，在Filter框中键入Minim，从列表中选择库，然后单击Install（如图5）。

安装完成后，便可通过“文件”—“范例程序”看到添加的Minim库（如图6）。

● 代码编写

1.修改Processign范例程序

范例中用M i n i m库中的BeatDetect实时读取Buffer中的数据并采集音频频率识别Kick（底鼓）、Snare（军鼓）和Hi-Hat（小擦）三种鼓点。本案例的音乐互动作品便是在此范例程序的基础上完成的。将代码另存后开始修改范例程序，主要增加了定义串口语句、接收信息语句以及发送信息语句（加下画线部分），以下是修改过的Processing代码（限于篇幅，仅仅提供部分代码，如果有需要请发邮件索取）。

Processing代码说明：运行程序，开始播放音乐，并且Processing窗口中的矩形会随着节拍的变化而变化，窗口上的文字KICK、SNARE、HAT也会随着各自的鼓点大小发生变化。当检测到Kick时，则向micro:bit发送信息K；当接收到信息为48（即数字0）时，则停止播放音乐；当接收到信息为49（即数字1）时，则继续播放音乐（如下页表1）。

2.编写micro:bit代码

当micro:bit接收到信息K时，则LED显示图像；当按下A键时，则向Processing发送信息0；当按下B键时，则向Processing发送信息1。下页表2为micro:bit代码。

文章来源：《微型电脑应用》网址: http://www.wxdnyyzz.cn/qikandaodu/2020/0808/363.html