单片机驱动蜂鸣器原理与设计
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：
图 1
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
图 2 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：
如图所示，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。
图 3
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： 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
“叮咚”电子门铃C语言源程序：
#include
unsigned char obuf1; unsigned char obuf2; unsigned int obuf3;
bit stopb;
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
TMOD=0x02; //定时器T0初始化 TH0=0x06; TL0=0x06; ET0=1;
void main(void) {
unsigned char i,j; bit flagb;
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
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;
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
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; } } }
INT0RET: RETI END
单片机驱动蜂鸣器原理的程序编写