日誌2020-05-02 12:34

Arduino控制DFPlayer Mini Player之傻瓜篇

讓Arduino撥放MP3或WAV的方式有很多種，如果拿"Arduino MP3 Player"這類關鍵字去餵狗，最大宗的答案莫非是DFPlayer Mini這個小零件，這零件呢可以裝上按鈕獨立使用，亦可被動地接收Serial Port的訊號，使用其他零組件如ESP8266或HC-05/06來控制，當然今天的主題是拿Arduino來做基本控制，就不多談了。

再來，用"Arduino DFPlayer Mini"之類的關鍵字去餵狗，沒錯，是可以得到很多的範例與教程，但是初心者順藤摸瓜後往往沒有頭緒，為什麼play()指令不會執行？為什麼要掛delay()把執行緒卡得死死的？

今天這篇說是基本篇，其實一點都不基本，因為我懶惰...這篇將會直接省略很多DFPlayer的簡介，因為網路上通通都有，寫也是多餘直接講重點。

從基本開始，先用Arduino Uno，等翅膀硬了再去用nano或mini，達到真正迷你化的撥放器（其實大同小異啦，只是先練練身體）。從其他網路資源搜尋後相信心裡應該知道要準備什麼，你會需要：

1. Arduino Uno 一台

2. DFPlayer Mini 一組

3. 低容量的microSD一張，我是拿古早行車紀錄器退下來的Kingston 8GB來玩

4. 1K歐姆電阻一個，接在Arduino 用來TX的腳位可以減少雜音

5. 小喇叭一個，注意不是蜂鳴器（Buzzer）是喇叭 (Speaker )，因為在購物網用Arduino + 喇叭當關鍵字很容易噴出蜂鳴器，千萬不要買錯了，正常喇叭都會標示0.5W 8歐姆之類的規格，買那個才對。

6. 各種杜邦線、電線

電腦方面除了Arduino IDE之外，你還得準備幾首要撥放的mp3，將它們取名為 0001.mp3、0002.mp3等，其名稱開頭一定要是小於256的四碼數字，亦即0001~0255，後面則可以任意加上名稱註解，建議英文比較不會出錯，例如：

0001_The_First_Song.mp3

這格式是可以正常識別的。

將記憶卡格式化成FAT或FAT32格式後把他們裝進去就可以了，坊間有其他教程認為要創建一個叫做mp3的資料夾，然後把音樂放在裡面，我自己都試過，差別在使用的指令不同，都可以正常用。

還有，昏倒十系統已經無法將磁碟格式化成FAT格式了，需要使用如minitool Partition Wizard或EaseUS Partition Master之類的第三方軟體來做。

準備好軟體工作後，要來接硬體的東西了。

接線圖如下：

有個小重點：因為Arduino要和DFPlayer交換資訊，所以Arduino要用來當TX的腳位必須接在DFPlayer Mini的RX上，反過來，Arduino的RX要接在DFPlayer Mini的TX上，否則沒辦法用。

然後本文使用SoftwareSerial，所以TX和RX可以自己指定，就不侷限在Arduino Uno身上標著TX、RX的Pin 0、1上了，相當方便。

有關DFPlayer Mini的Arduino函式庫相當多（感謝眾網友的點滴灌溉啊），比較常接觸到的為DFRobotDFPlayerMini.h 與 DFPlayerMini_Fast.h 這兩包，今天用前面那一包示範，後面那包雖然號稱可以使用isPlaying()這個函式回傳一組是否正在撥放的Boolean，不過個人發現用「硬」的方式比較直觀，除非腳位很不夠用不然來硬的比較爽，日後再談。

下載好這個函式庫並扔到Arduino IDE後，先打開"GetStarted"這個範例來瞧瞧。

=======<分隔線啦>=======

***************************************************
This example shows the basic function of library for DFPlayer.

Created 2016-12-07
By [Angelo qiao](Angelo.qiao@dfrobot.com)

GNU Lesser General Public License.
See <http://www.gnu.org/licenses/> for details.
All above must be included in any redistribution
****************************************************/

/***********Notice and Trouble shooting***************
1.Connection and Diagram can be found here
<https://www.dfrobot.com/wiki/index.php/DFPlayer_Mini_SKU:DFR0299#Connection_Diagram>
2.This code is tested on Arduino Uno, Leonardo, Mega boards.
****************************************************/

#include "Arduino.h"
#include "SoftwareSerial.h"
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"

SoftwareSerial mySoftwareSerial(11, 10); // RX, TX
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;
void printDetail(uint8_t type, int value);

void setup()
{
  mySoftwareSerial.begin(9600);
  Serial.begin(115200);
  
  Serial.println();
  Serial.println(F("DFRobot DFPlayer Mini Demo"));
  Serial.println(F("Initializing DFPlayer ... (May take 3~5 seconds)"));
  
  if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial)) {  //Use softwareSerial to communicate with mp3.
    Serial.println(F("Unable to begin:"));
    Serial.println(F("1.Please recheck the connection!"));
    Serial.println(F("2.Please insert the SD card!"));
    while(true){
      delay(0); // Code to compatible with ESP8266 watch dog.
    }
  }
  Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));
  
  myDFPlayer.volume(10);  //Set volume value. From 0 to 30
  myDFPlayer.play(1);  //Play the first mp3
}

void loop()
{
  static unsigned long timer = millis();
  
  if (millis() - timer > 3000) {
    timer = millis();
    myDFPlayer.next();  //Play next mp3 every 3 second.
  }
  
  if (myDFPlayer.available()) {
    printDetail(myDFPlayer.readType(), myDFPlayer.read()); //Print the detail message from DFPlayer to handle different errors and states.
  }
}

void printDetail(uint8_t type, int value){
  switch (type) {
    case TimeOut:
      Serial.println(F("Time Out!"));
      break;
    case WrongStack:
      Serial.println(F("Stack Wrong!"));
      break;
    case DFPlayerCardInserted:
      Serial.println(F("Card Inserted!"));
      break;
    case DFPlayerCardRemoved:
      Serial.println(F("Card Removed!"));
      break;
    case DFPlayerCardOnline:
      Serial.println(F("Card Online!"));
      break;
    case DFPlayerUSBInserted:
      Serial.println("USB Inserted!");
      break;
    case DFPlayerUSBRemoved:
      Serial.println("USB Removed!");
      break;
    case DFPlayerPlayFinished:
      Serial.print(F("Number:"));
      Serial.print(value);
      Serial.println(F(" Play Finished!"));
      break;
    case DFPlayerError:
      Serial.print(F("DFPlayerError:"));
      switch (value) {
        case Busy:
          Serial.println(F("Card not found"));
          break;
        case Sleeping:
          Serial.println(F("Sleeping"));
          break;
        case SerialWrongStack:
          Serial.println(F("Get Wrong Stack"));
          break;
        case CheckSumNotMatch:
          Serial.println(F("Check Sum Not Match"));
          break;
        case FileIndexOut:
          Serial.println(F("File Index Out of Bound"));
          break;
        case FileMismatch:
          Serial.println(F("Cannot Find File"));
          break;
        case Advertise:
          Serial.println(F("In Advertise"));
          break;
        default:
          break;
      }
      break;
    default:
      break;
  }
  
}

=======<分隔線啦>=======

由於Software Serial使用了Baud Rate 9600，所以Arduino與PC之間的Serial Port改成Baud Rate 115200，在COM Port監控視窗那邊記得要改Baud Rate，改成115200才會看到即時資訊喔。
這坨東西呢，會每三秒鐘換一首歌來撥放，同時會透過Serial Port發送撥放器即時訊息。

一開始就看這坨，一點都不像Get Started，相信第一次玩的人已經需要呼吸器了。

我們從零開始，介紹幾個最基本會瘋狂用到的指令：

volume()－>控制音量，括弧內數值從0~30，代表沒聲音到最大聲。

volumeUp()－>增加音量一格，括弧內不用數字就可以用。

volumeDown()－＞降低音量一格，括弧內不用數字就可以用。

play()  －>撥放特定某一首歌一次，括弧裡面為該歌的編號（需為正整數）

loop()  －>重複撥放特定某一首歌，括弧裡面為該歌的編號（需為正整數）

next() －>撥放下一首歌，括弧裡面不用指定數字就可以用

所以牛刀小試一下，如果我希望撥放第一首歌一次，我該怎麼寫呢？

=======<分隔線啦>=======

#include "Arduino.h"
#include "SoftwareSerial.h"
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"

SoftwareSerial mySoftwareSerial(11, 10); // RX, TX
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;

void setup()
{
  mySoftwareSerial.begin(9600);
  Serial.begin(115200);
  
  Serial.println();
  Serial.println(F("DFRobot DFPlayer Mini Demo"));
  Serial.println(F("Initializing DFPlayer ... (May take 3~5 seconds)"));
  
  if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial)) {  //Use softwareSerial to communicate with mp3.
    Serial.println(F("Unable to begin:"));
    Serial.println(F("1.Please recheck the connection!"));
    Serial.println(F("2.Please insert the SD card!"));
    while(true){
      delay(0); // Code to compatible with ESP8266 watch dog.
    }
  }
  Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));
  
  myDFPlayer.volume(10);  //Set volume value. From 0 to 30
  myDFPlayer.play(1);  //Play the first mp3
}

void loop()
{

}

=======<分隔線啦>=======

沒了，就這樣？

沒錯，loop()裡面真的什麼都沒有。

那...如果我希望歌曲1和歌曲2輪流放，其他歌都不要呢？

我們來一段經典的錯誤範例

=======<分隔線啦>=======

//This is NOT a workable code.

//Demonstration Only!

#include "Arduino.h"
#include "SoftwareSerial.h"
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"

SoftwareSerial mySoftwareSerial(11, 10); // RX, TX
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;

void setup()
{
  mySoftwareSerial.begin(9600);
  Serial.begin(115200);
  
  Serial.println();
  Serial.println(F("DFRobot DFPlayer Mini Demo"));
  Serial.println(F("Initializing DFPlayer ... (May take 3~5 seconds)"));
  
  if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial)) {  //Use softwareSerial to communicate with mp3.
    Serial.println(F("Unable to begin:"));
    Serial.println(F("1.Please recheck the connection!"));
    Serial.println(F("2.Please insert the SD card!"));
    while(true){
      delay(0); // Code to compatible with ESP8266 watch dog.
    }
  }
  Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));
  
  myDFPlayer.volume(10);  //Set volume value. From 0 to 30
}

void loop()
{
  myDFPlayer.play(1);

  myDFPlayer.play(2);
}

=======<分隔線啦>=======

聰明如你發現什麼問題了嗎？沒錯，完全沒有聲音，直到按下Arduino Uno身上的Reset鈕才會發出聲音一次。這到底是為什麼？

因為void loop()裡面的東西會在每一個CPU Cycle重複被執行，所以上面那段呢，可以視為Arduino拼命地打訊號給DFPlayer Mini，讓它無所適從。

終極概念：只有在想要傳訊息給DFPlayer的時候才傳，其他時間都封印住。

由此可猜，坊間常見的做法是什麼呢？沒錯，就是加上Delay();，看歌有幾秒就Delay幾秒，如下所示，假設0001和0002兩首歌分別為30秒和60秒：

=======<分隔線啦>=======

=======<分隔線啦>=======

大哥，可是這樣我每次要指定撥放某一首歌，同時要讓Arduino做其他事情，有那個Delay不就不行了嗎？況且每次要先算好一首歌有多久，很不科學啊，同時Arduino沒有Threading功能，怎麼辦？

首先介紹比較不科學也不好用的方法，我還是得先知道曲目1和2的總時間長度，在此用3秒鐘和5秒鐘來示範。

概念是這樣：在特定時間內只讓Arduino傳輸一次play指令，這可以用if迴圈構成指標寫法配合系統時間millis()來達成：

=======<分隔線啦>=======

//Demonstration

//Switching Between 2 different songs which are 5 and 3 sec.

#include "Arduino.h"
#include "SoftwareSerial.h"
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"

SoftwareSerial mySoftwareSerial(11, 10); // RX, TX
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;

int index = 1;
int sw = 3000;

void setup()
{
  mySoftwareSerial.begin(9600);
  Serial.begin(115200);
  
  Serial.println();
  Serial.println(F("DFRobot DFPlayer Mini Demo"));
  Serial.println(F("Initializing DFPlayer ... (May take 3~5 seconds)"));
  
  if (!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial)) {  //Use softwareSerial to communicate with mp3.
    Serial.println(F("Unable to begin:"));
    Serial.println(F("1.Please recheck the connection!"));
    Serial.println(F("2.Please insert the SD card!"));
    while(true){
      delay(0); // Code to compatible with ESP8266 watch dog.
    }
  }
  Serial.println(F("DFPlayer Mini online."));
  
  myDFPlayer.volume(10);  //Set volume value. From 0 to 30
}

void loop()
{
  static unsigned long timer = millis();
  
  if (millis() - timer > sw) {
      timer = millis();  }

}

=======<分隔線啦>=======

可是這樣還是好麻煩喔，有沒有什麼方式可以知道DFPlayer已經撥完指定的歌曲，執行下一道指令，不會被Delay()給耽誤呢？

當然有，今天要來硬的，來人啊！對DFPlayer用刑！（X

歐不是，請再準備一條杜邦線，DFPlayer mini的VCC腳位對面有一個Busy腳位，平常如果沒事的時候處於HIGH的狀態，反之若正在撥放，會是LOW的狀態。

知道了這點之後，吾人即可指定一隻針腳作為digitalRead()使用，利用if迴圈判斷該腳位是否為LOW，就能知道音樂是不是播完了。這樣就不用去了解歌曲到底有多長了，反正撥放完畢後DFPlayer Mini會主動輸出低電位，是不是很方便呢？

於是乎接線變成這樣：

一樣，用剛剛的範例來改寫：

=======<分隔線啦>=======

是不是？

簡單很多齁。

知道了這個就可以做出更多組合了呢！

====更正啟事====

由於上傳圖片後才發現我畫錯了，所以直接改正程式碼RX、TX的部分

原始示範為（10, 11)作為RX、TX

本文以（11, 10)作為RX、TX

特此告知更正，謝謝大家