单片机驱动蜂鸣器原理与设计

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**发光二极管来发出**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**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**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=0x02; //定时器T0初始化
　　TH0=0x06;
　　TL0=0x06;
　　ET0=1;
　　EA=1; //允许总中断
　　while(1)
　　{
　　if(P3_2==0) //检测K1按键
　　{
　　P1=0x00;
　　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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讲得倒是蛮好的 可就是那部分代码是汇编的 不那么容易看懂