單片機(jī)驅(qū)動蜂鳴器原理與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2008/8/16 0:00:00 訪問次數(shù):1729
蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器,本文介紹如何用單片機(jī)驅(qū)動蜂鳴器,他廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電話機(jī)等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。
蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。
電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后,振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場,振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動發(fā)聲。
壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成,當(dāng)接通電源后(1.5~15v直流工作電壓),多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5khz的音頻信號,阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。
下面是電磁式蜂鳴器的外形圖片及結(jié)構(gòu)圖
電磁式蜂鳴器實(shí)物圖: 電磁式蜂鳴器結(jié)構(gòu)示意圖:
電磁式蜂鳴器內(nèi)部構(gòu)成:
1. 防水貼紙
2. 線軸
3. 線圈
4. 磁鐵
5. 底座
6. 引腳
7. 外殼
8. 鐵芯
9. 封膠
10. 小鐵片
11. 振動膜
12. 電路板
一、電磁式蜂鳴器驅(qū)動原理
蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅(qū)動振動膜發(fā)聲的,因此需要一定的電流才能驅(qū)動它,單片機(jī)io引腳輸出的電流較小,單片機(jī)輸出的ttl電平基本上驅(qū)動不了蜂鳴器,因此需要增加一個電流放大的電路。s51增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板通過一個三極管c8550來放大驅(qū)動蜂鳴器,原理圖見下面圖3:
s51增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板蜂鳴器驅(qū)動原理圖:
蜂鳴器的正極接到vcc(+5v)電源上面,蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的發(fā)射極e,三極管的基級b經(jīng)過限流電阻r1后由單片機(jī)的p3.7引腳控制,當(dāng)p3.7輸出高電平時(shí),三極管t1截止,沒有電流流過線圈,蜂鳴器不發(fā)聲;當(dāng)p3.7輸出低電平時(shí),三極管導(dǎo)通,這樣蜂鳴器的電流形成回路,發(fā)出聲音。因此,我們可以通過程序控制p3.7腳的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。
程序中改變單片機(jī)p3.7引腳輸出波形的頻率,就可以調(diào)整控制蜂鳴器音調(diào),產(chǎn)生各種不同音色、音調(diào)的聲音。另外,改變p3.7輸出電平的高低電平占空比,則可以控制蜂鳴器的聲音大小,這些我們都可以通過編程實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。
二、蜂鳴器列子
下面我們舉幾個簡單的單片機(jī)驅(qū)動蜂鳴器的編程和電路設(shè)計(jì)的列子。
1、簡單的蜂鳴器實(shí)驗(yàn)程序:本程序通過在p3.7輸出一個音頻范圍的方波,驅(qū)動實(shí)驗(yàn)板上的蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲,其中delay延時(shí)子程序的作用是使輸出的方波頻率在人耳朵聽覺能力之內(nèi)的20khz以下,如果沒有這個延時(shí)程序的話,輸出的頻率將大大超出人耳朵的聽覺能力,我們將不能聽到聲音。更改延時(shí)常數(shù),可以改變輸出頻率,也就可以調(diào)整蜂鳴器的音調(diào)。大家可以在實(shí)驗(yàn)中更改#228為其他值,聽聽蜂鳴器音調(diào)的改變。
org 0000h
ajmp main ;跳轉(zhuǎn)到主程序
org 0030h
main: cpl p3.7 ;蜂鳴器驅(qū)動電平取反
lcall delay ;延時(shí)
ajmp main ;反復(fù)循環(huán)
delay:mov r7,#228 ;延時(shí)子程序,更改該延時(shí)常數(shù)可以改變蜂鳴器發(fā)出的音調(diào)
de1: djnz r7,de1
ret
end
2、倒車警示音實(shí)驗(yàn)程序:我們知道各種卡車、貨柜車在倒車時(shí)候,會發(fā)出倒車的蜂鳴警示提示音,同時(shí)警示黃燈也同步閃爍,提醒后面的人或車輛注意。本實(shí)驗(yàn)例程就實(shí)現(xiàn)倒車警示功能,通過實(shí)驗(yàn)板上的蜂鳴器發(fā)出警示音,同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)板上p1.2和p1.5上的兩個黃色發(fā)光二極管來發(fā)出黃色警示燈。
org 0000h
ajmp start ;跳轉(zhuǎn)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 ;蜂鳴器發(fā)聲
acall ys500m ;延時(shí)
ajmp main
sound:
mov p1,#11011011b ;點(diǎn)亮2個警示黃色發(fā)光二極管
mov r2,#200 ;響200個周期
snd1: clr p3.7 ;輸出低電平t1導(dǎo)通,蜂鳴器響
acall ys1ms ;延時(shí)
setb p3.7 ;輸出高電平t1截止,蜂鳴器不響
acall ys1ms ;延時(shí)
djnz r2,snd1
mov p1,#0ffh ;熄滅黃色警示燈
ret
ys1ms: ;1ms延時(shí)子程序
mov r0,#2
yl1: mov r1,#250 ;改變r(jià)0的數(shù)值可改變聲音頻率
djnz r1,$
djnz r0,yl1
ret
ys500m: ;500ms延時(shí)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”電子門鈴實(shí)驗(yàn)程序:常見的家用電子門鈴在有客人來訪
蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器,本文介紹如何用單片機(jī)驅(qū)動蜂鳴器,他廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電話機(jī)等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。
蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。
電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后,振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場,振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動發(fā)聲。
壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成,當(dāng)接通電源后(1.5~15v直流工作電壓),多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5khz的音頻信號,阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。
下面是電磁式蜂鳴器的外形圖片及結(jié)構(gòu)圖
電磁式蜂鳴器實(shí)物圖: 電磁式蜂鳴器結(jié)構(gòu)示意圖:
電磁式蜂鳴器內(nèi)部構(gòu)成:
1. 防水貼紙
2. 線軸
3. 線圈
4. 磁鐵
5. 底座
6. 引腳
7. 外殼
8. 鐵芯
9. 封膠
10. 小鐵片
11. 振動膜
12. 電路板
一、電磁式蜂鳴器驅(qū)動原理
蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅(qū)動振動膜發(fā)聲的,因此需要一定的電流才能驅(qū)動它,單片機(jī)io引腳輸出的電流較小,單片機(jī)輸出的ttl電平基本上驅(qū)動不了蜂鳴器,因此需要增加一個電流放大的電路。s51增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板通過一個三極管c8550來放大驅(qū)動蜂鳴器,原理圖見下面圖3:
s51增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板蜂鳴器驅(qū)動原理圖:
蜂鳴器的正極接到vcc(+5v)電源上面,蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的發(fā)射極e,三極管的基級b經(jīng)過限流電阻r1后由單片機(jī)的p3.7引腳控制,當(dāng)p3.7輸出高電平時(shí),三極管t1截止,沒有電流流過線圈,蜂鳴器不發(fā)聲;當(dāng)p3.7輸出低電平時(shí),三極管導(dǎo)通,這樣蜂鳴器的電流形成回路,發(fā)出聲音。因此,我們可以通過程序控制p3.7腳的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。
程序中改變單片機(jī)p3.7引腳輸出波形的頻率,就可以調(diào)整控制蜂鳴器音調(diào),產(chǎn)生各種不同音色、音調(diào)的聲音。另外,改變p3.7輸出電平的高低電平占空比,則可以控制蜂鳴器的聲音大小,這些我們都可以通過編程實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。
二、蜂鳴器列子
下面我們舉幾個簡單的單片機(jī)驅(qū)動蜂鳴器的編程和電路設(shè)計(jì)的列子。
1、簡單的蜂鳴器實(shí)驗(yàn)程序:本程序通過在p3.7輸出一個音頻范圍的方波,驅(qū)動實(shí)驗(yàn)板上的蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲,其中delay延時(shí)子程序的作用是使輸出的方波頻率在人耳朵聽覺能力之內(nèi)的20khz以下,如果沒有這個延時(shí)程序的話,輸出的頻率將大大超出人耳朵的聽覺能力,我們將不能聽到聲音。更改延時(shí)常數(shù),可以改變輸出頻率,也就可以調(diào)整蜂鳴器的音調(diào)。大家可以在實(shí)驗(yàn)中更改#228為其他值,聽聽蜂鳴器音調(diào)的改變。
org 0000h
ajmp main ;跳轉(zhuǎn)到主程序
org 0030h
main: cpl p3.7 ;蜂鳴器驅(qū)動電平取反
lcall delay ;延時(shí)
ajmp main ;反復(fù)循環(huán)
delay:mov r7,#228 ;延時(shí)子程序,更改該延時(shí)常數(shù)可以改變蜂鳴器發(fā)出的音調(diào)
de1: djnz r7,de1
ret
end
2、倒車警示音實(shí)驗(yàn)程序:我們知道各種卡車、貨柜車在倒車時(shí)候,會發(fā)出倒車的蜂鳴警示提示音,同時(shí)警示黃燈也同步閃爍,提醒后面的人或車輛注意。本實(shí)驗(yàn)例程就實(shí)現(xiàn)倒車警示功能,通過實(shí)驗(yàn)板上的蜂鳴器發(fā)出警示音,同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)板上p1.2和p1.5上的兩個黃色發(fā)光二極管來發(fā)出黃色警示燈。
org 0000h
ajmp start ;跳轉(zhuǎn)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 ;蜂鳴器發(fā)聲
acall ys500m ;延時(shí)
ajmp main
sound:
mov p1,#11011011b ;點(diǎn)亮2個警示黃色發(fā)光二極管
mov r2,#200 ;響200個周期
snd1: clr p3.7 ;輸出低電平t1導(dǎo)通,蜂鳴器響
acall ys1ms ;延時(shí)
setb p3.7 ;輸出高電平t1截止,蜂鳴器不響
acall ys1ms ;延時(shí)
djnz r2,snd1
mov p1,#0ffh ;熄滅黃色警示燈
ret
ys1ms: ;1ms延時(shí)子程序
mov r0,#2
yl1: mov r1,#250 ;改變r(jià)0的數(shù)值可改變聲音頻率
djnz r1,$
djnz r0,yl1
ret
ys500m: ;500ms延時(shí)子程序
mov r0,#6
yl2: mov r1,#200
yl3: mov r2,#250
djnz r2,$
djnz r1,yl3
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ret
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