EEPW论坛

这次成果帖的主题是在完成拾色基础任务后，利用扬声器（数字蜂鸣器模块）播放经典游戏音乐，实现一个“会听颜色、也会唱歌”的拾色播放器进阶版。整个系统以 Adafruit ESP32-S3 Reverse TFT Feather 为核心控制板，搭配 DFRobot 颜色传感器、Littelfuse 接近传感器和 Gravity 数字蜂鸣器模块，共同完成颜色采集、交互触发和旋律播放功能。系统框图与硬件设计系统框图可以概括为：颜色传感器采集物体表面的 RGB 信息传给 ESP32-S3 主控，主控根据颜色或模式选择对应的旋律，再通过数字蜂鸣器模块输出声音，接近传感器则作为启动/暂停或模式切换的输入，同时板载 TFT 屏可用于显示当前颜色值、当前曲目名和播放进度等信息。 主控板采用 Adafruit ESP32-S3 Reverse TFT Feather，内置双核 240 MHz 处理器、4 MB Flash 和 2 MB PSRAM，既能跑 CircuitPython，又能驱动 240×135 彩屏，正好适合这种“界面 + 传感 + 音频”的小型互动项目。电路原理上，本次重点是数字蜂鸣器连接细节及其与主控 IO 的对应关系。

DFRobot Gravity 数字蜂鸣器模块（DFR0032，1738-1142-ND）支持 3.3–5 V 供电，内部通过改变驱动频率发出不同音高，适用于 Arduino/ESP32 等平台。 模块自带 3 线 Gravity 排线，原始顺序为黑-红-绿，对应 GND、VCC、信号；而这块 Adafruit Feather 的插针排列附近恰好是 3V、GND 和一个 A0 IO 脚，因此需要先用镊子调整排线顺序为红-黑-绿，使红线对应 3.3 V、电源，黑线对应 GND，绿线接到 A0（或 D2 等可用数字口），实现“旁边一排直接插上就能用”的简洁布线。

主要参数与软件环境主控板关键参数：ESP32-S3 双核 240 MHz，4 MB Flash + 2 MB PSRAM，1.14 寸 240×135 IPS 彩屏，板载 USB-C、LiPo 充电、NeoPixel 以及 STEMMA QT 接口，可在低功耗模式下降到百微安级别，非常适合电池供电的随身播放器应用。 数字蜂鸣器模块供电范围 3.3–5 V，数字高低电平即可控制响或不响，通过调整输出频率可以发出不同音高，用逻辑简单但足够完成 8 位风格的游戏音乐。软件方面，首先在 CircuitPython 官方页面为 ESP32-S3 Reverse TFT Feather 下载 CircuitPython 10.0.3 稳定固件，刷入后开发板在电脑上以 CIRCUITPY 盘出现，同时可以预先配置 Wi-Fi 信息，为后续联网拓展留下空间。 然后访问 Thonny 官网下载 Thonny 4.x，并通过“选择解释器”为 ESP32-S3 板卡建立 CircuitPython 调试会话，便于查看 REPL、直接编辑与保存代码文件。 为了能方便调用各类外设，再从 CircuitPython Libraries 页面下载与当前版本匹配的库 Bundle，将需要的库复制到 CIRCUITPY 盘下的 lib 目录，为显示、定时、按键处理等提供现成模块支持。实现步骤与项目代码思路实现流程可以分为四步：

• 环境与驱动验证：完成固件更新和库部署后，先编写简单测试脚本，验证颜色传感器能输出稳定的 RGB 数值，接近传感器能正确检测靠近/离开事件，蜂鸣器在不同频率下可以发出不同音高。

• 音符表构建：在 CircuitPython 代码中定义一个音符频率表，例如用字典将 C、D、E、F、G、A、B 等音名映射到对应频率值，结合简单的时值参数（四分音符、八分音符等），封装成 play_note(note, duration) 函数，由主控通过 PWM 或定时切换数字口高低电平来驱动蜂鸣器。

• 乐谱编码与播放引擎：将魂斗罗主题旋律拆分成音符序列 + 节奏数组（如 [("E",4),("E",8),...] 形式），在主循环中遍历序列，调用 play_note 函数逐个播放，并在 TFT 屏上实时显示当前播放到的音符或小节号，提高互动感。

• 模式与交互逻辑：用接近传感器作为模式切换或播放控制，例如第一次靠近启动拾色播放器基础模式（根据颜色播放简单提示音），再次靠近则切换为“魂斗罗 BGM 模式”，长按或保持靠近一段时间则暂停或停止播放，同时在屏幕上显示当前模式和颜色/曲目信息。

• 开启运行与效果演示整机装配完成后，运行步骤非常简单：

• 通过 USB-C 接入电脑或电池，开发板上电后自动运行 code.py，TFT 屏显示主界面和模式提示。

• 用磁铁或设计好的触发方式激活 Littelfuse 接近传感器，系统切换到音乐播放模式，蜂鸣器开始按预先编码的节奏播放 FC 魂斗罗主题音乐，每个小节之间可短暂停顿，既有识别度，又兼顾单片机的处理余量。

• 若加入拾色逻辑，则可以在“拾色模式”下用颜色传感器读取不同色块，把色相或亮度映射到不同调式或速度参数，实现“不同颜色触发不同段魂斗罗音乐”的玩法，配合屏幕显示当前颜色和状态，整个体验非常贴合“DIY拾色播放器”的活动主题。




• 通过这次进阶任务，不仅完成了基础拾色任务，还把项目扩展为一个兼具怀旧游戏音乐和颜色交互的迷你播放器，充分发挥了 ESP32-S3、CircuitPython 和 Gravity 模块的可玩性，也为后续继续加上 Wi-Fi 控制、在线曲库或更多音效预留了空间。





import time  

import board  

import pwmio




pwm = pwmio.PWMOut(board.A0, duty_cycle=0, frequency=440, variable_frequency=True)  




note_freq = {  

    " ": 1,  

    "do": 131,   # 低音do  

    "re": 147,   # 低音re  

    "mi": 165,    # 低音mi  

    "fa": 175,    # 低音mi  

    "so": 180,    # 低音mi  

    "la": 220,    # 低音mi  

    "1": 262,   # do  

    "2": 294,   # re  

    "3": 330,   # mi  

    "4": 349,   # fa  

    "5": 360,   # so  

    "6": 440,   # la  

    "7": 494,   # xi  

    "1'": 523,  # 高音do  

    "2'": 587,  # 高音re  

    "3'": 659,  # 高音mi  

    "4'": 698,  # 高音fa  

    "5'": 784,  # 高音so  

}  

  




music_notes = [

#版权原因不显示


]

  




  

def play_note(note, duration):  

    frequency = note_freq.get(note, 440)  

    pwm.frequency = frequency  

    if note.strip() == " ":  

        time.sleep(duration)  

    else:  

      pwm.duty_cycle  = 2 ** 15

    time.sleep(duration*2)  

    pwm.duty_cycle = 0  

    time.sleep(0.05)  

  

def play_music():  

    for note, dur in music_notes:  

        play_note(note, dur)  

    time.sleep(1)  

  

while True:  

    play_music()