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蜂鸣器在单片机驱动原理与设计
来源:本站整理  作者:佚名  2011-02-05 21:46:16



蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,本文介绍如何用 单片机 驱动蜂鸣器,他广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机等电子产品中作发声器件。

  蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。

  电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场,振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。

  压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成,当接通电源后(1.5~15v直流工作电压),多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHz的音频信号,阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

  下面是电磁式蜂鸣器的外形图片及结构图

  电磁式蜂鸣器实物图: 电磁式蜂鸣器结构示意图:

  电磁式蜂鸣器内部构成:
  1. 防水贴纸
  2. 线轴
  3. 线圈
  4. 磁铁

  5. 底座
  6. 引脚
  7. 外壳
  8. 铁芯

  9. 封胶
  10. 小铁片
  11. 振动膜
  12. 电路板

  一、电磁式蜂鸣器驱动原理

  蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的,因此需要一定的电流才能驱动它, 单片机 io引脚输出的电流较小,单片机输出的ttl电平基本上驱动不了蜂鸣器,因此需要增加一个电流放大的电路。s51增强型单片机实验板通过一个三极管c8550来放大驱动蜂鸣器,原理图见下面图3:

s51增强型 单片机 实验板蜂鸣器驱动原理图:

  蜂鸣器的正极接到vCC(+5v)电源上面,蜂鸣器的负极接到三极管的发射极e,三极管的基级b经过限流电阻r1后由 单片机 的p3.7引脚控制,当p3.7输出高电平时,三极管t1截止,没有电流流过线圈,蜂鸣器不发声;当p3.7输出低电平时,三极管导通,这样蜂鸣器的电流形成回路,发出声音。因此,我们可以通过程序控制p3.7脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。

  程序中改变 单片机 p3.7引脚输出波形的频率,就可以调整控制蜂鸣器音调,产生各种不同音色、音调的声音。另外,改变p3.7输出电平的高低电平占空比,则可以控制蜂鸣器的声音大小,这些我们都可以通过编程实验来验证。

二、蜂鸣器列子

  下面我们举几个简单的 单片机 驱动蜂鸣器的编程和电路设计的列子。

  1、简单的蜂鸣器实验程序:本程序通过在p3.7输出一个音频范围的方波,驱动实验板上的蜂鸣器发出蜂鸣声,其中delay延时子程序的作用是使输出的方波频率在人耳朵听觉能力之内的20khz以下,如果没有这个延时程序的话,输出的频率将大大超出人耳朵的听觉能力,我们将不能听到声音。更改延时常数,可以改变输出频率,也就可以调整蜂鸣器的音调。大家可以在实验中更改#228为其他值,听听蜂鸣器音调的改变。

  org 0000h
  ajmp main ;跳转到主程序

  org 0030h
  main: cpl p3.7 ;蜂鸣器驱动电平取反
  lcall delay ;延时
  ajmp main ;反复循环

  delay: MOV r7,#228 ;延时子程序,更改该延时常数可以改变蜂鸣器发出的音调
  de1: djnz r7,de1
  ret
  end

  2、倒车警示音实验程序:我们知道各种卡车、货柜车在倒车时候,会发出倒车的蜂鸣警示提示音,同时警示黄灯也同步闪烁,提醒后面的人或车辆注意。本实验例程就实现倒车警示功能,通过实验板上的蜂鸣器发出警示音,同时通过实验板上p1.2和p1.5上的两个黄色发光二极管来发出黄色警示灯。

  org 0000h
  ajmp start ;跳转到初始化程序

  org 0033h
  start:
   MOV sp,#60h ;sp初始化
   MOV p3,#0ffh ;端口初始化

  main: acall sound ;蜂鸣器发声
  acall ys500m ;延时
  ajmp main

  sound:
   MOV p1,#11011011b ;点亮2个警示黄色发光二极管
   MOV r2,#200 ;响200个周期
  snd1: clr p3.7 ;输出低电平t1导通,蜂鸣器响
  acall ys1ms ;延时
  setb p3.7 ;输出高电平t1截止,蜂鸣器不响
  acall ys1ms ;延时
  djnz r2,snd1
   MOV p1,#0ffh ;熄灭黄色警示灯
  ret

  ys1ms: ;1ms延时子程序
   MOV r0,#2
  yl1: MOV r1,#250 ;改变r0的数值可改变声音频率
  djnz r1,$
  djnz r0,yl1
  ret

  ys500m: ;500ms延时子程序
   MOV r0,#6
  yl2: MOV r1,#200
  yl3: MOV r2,#250
  djnz r2,$
  djnz r1,yl3
  djnz r0,yl2
  ret

  end

  3、“叮咚”电子门铃实验程序:常见的家用电子门铃在有客人来访时候,如果按压门铃按钮时,室内会发出“叮咚”声音,本实验程序模拟电子门铃的发音,当我们按压实验板上的k1按钮时候,蜂鸣器发出“叮咚” 音乐 声,是一个比较实用的程序。

  “叮咚”电子门铃实验asm源程序: “叮咚”电子门铃c语言源程序:
  org 0000h
  ljmp start ;跳转到初始化程序

  org 000bh
  ljmp pgt0 ;跳转到t0中断服务程序
  start:
  obuf1 equ 30h ;初始化程序
  obuf2 equ 31h
  obuf3 equ 32h
  obuf4 equ 33h
  flagb bit 00h
  stopb bit 01h
  k1 bit p3.2 ;定义按钮k1,作为门铃按钮

   MOV tmod,#02h ;定时器初始化
   MOV th0,#06h
   MOV tl0,#06h
  setb et0 ;启动定时器t0
  setb ea ;启动总中断

  main: ;主程序
  jb k1,main ;检测k1按钮
  lcall ys10m ;延时去抖动
  jb k1,main
  setb tr0 ;按钮有效
   MOV p1,#00h ;点亮按钮指示灯
   MOV obuf1,#00h
   MOV obuf2,#00h
   MOV obuf3,#00h
   MOV obuf4,#00h
  clr flagb
  clr stopb
  jnb stopb,$
   MOV p1,#0ffh
  ljmp main ;发出“叮咚”完毕,返回重新检测按钮

  ys10m: ;10ms延时子程序
   MOV r6,#20
  d1: MOV r7,#248
  djnz r7,$
  djnz r6,d1
  ret

  pgt0: ;定时器t0中断服务程序
  inc obuf3 ;中断服务程序中发出一声“叮咚”响声
   MOV a,obuf3
  cjne a,#100,next
   MOV obuf3,#00h
  inc obuf4
   MOV a,obuf4
  cjne a,#20,next
   MOV obuf4,#00h
  jb flagb,pgstp
  cpl flagb
  ajmp next
  pgstp:
  setb stopb
  clr tr0
  ljmp int0ret
  next: jb flagb,sou2
  inc obuf2
   MOV a,obuf2
  cjne a,#03h,int0ret
   MOV obuf2,#00h
  cpl p3.7
  ljmp int0ret
  sou2: inc obuf1
   MOV a,obuf1
  cjne a,#04h,int0ret
   MOV obuf1,#00h
  cpl p3.7
  ljmp int0ret
  int0ret:
  reti

  end
  #include
  unsigned char obuf1;
  unsigned char obuf2;
  unsigned int obuf3;

  bit stopb;
  bit flagb;

  void main(void)
  {
  unsigned char i,j;

  tmod=0×02; //定时器t0初始化
  th0=0×06;
  tl0=0×06;
  et0=1;
  ea=1; //允许总中断

  while(1)
  {
  if(p3_2==0) //检测k1按键
  {
  p1=0×00;
  for(i=10;i>0;i–)
  for(j=248;j>0;j–);
  if(p3_2==0)
  {
  obuf1=0;
  obuf2=0;
  obuf3=0;
  flagb=0;
  stopb=0;
  tr0=1; //启动定时器t0,发出“叮咚”声
  while(stopb==0);
  p1=0xff;
  }
  }
  }
  }

  void t0(void) interrupt 1 using 0
  {
  obuf3++;
  if(obuf3==2000)
  {
  obuf3=0;
  if(flagb==0)
  {
  flagb=~flagb;
  }
  else
  {
  stopb=1;
  tr0=0;
  }
  }
  if(flagb==0)
  {
  obuf2++;
  if(obuf2==3)
  {
  obuf2=0;
  p3_7=~p3_7;
  }
  }
  else
  {
  obuf1++;
  if(obuf1==4)
  {
  obuf1=0;
  p3_7=~p3_7;
  }
  }
  }

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