蜂鸣器的介绍

　　1..蜂鸣器的分类 蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。 2..蜂鸣器的电路图形符号 蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”(旧标准用“FM”、 “LB”、“JD”等)表示。

　　蜂鸣器的结构原理

　　1.压电式蜂鸣器 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。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。 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。 压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电 极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。 2.电磁式蜂鸣器 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。

　　蜂鸣器的制作

　　(1)制

　　蜂鸣器

　　备电磁铁M:在长约 6 厘米的铁螺栓上绕 100 圈导线,线端留下 5 厘米作引线,用透明胶 布把线圈粘好,以免线圈松开,再用胶布把它粘在一个盒子上,电磁铁就做好了. (2)制备弹片P：从铁罐头盒上剪下一条宽约2厘米的长铁片，弯成直角，把 电磁铁的一条引线接在弹片上，再用胶布把弹片紧贴在木板上. (3)用曲别针做触头Q，用书把曲别针垫高，用胶布粘牢，引出一条导线，如 图连接好电路. (4)调节M与P之间的距离(通过移动盒子)，使电磁铁能吸引弹片，调节触 点与弹片之间的距离，使它们能恰好接触，通电后就可以听到蜂鸣声.

　　有源蜂鸣器和无源蜂鸣器

　　教你区分有源蜂鸣器和无源蜂鸣器

　　现在市场上出售的一种小型蜂鸣器因其体积小(直径只有 llmm)、 重量轻、 价格低、 结构牢靠，而广泛地应用在各种需要发声的电器设备、电子制作和单片机等电路中。 有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的外观如图 a、b 所示。 图：有源和无源蜂鸣器的外观 a)有源 b)无源 从图 a、b 外观上看，两种蜂鸣器好像一样，但仔细看，两者的高度略有区别， 有源蜂鸣器 a，高度为 9mm，而无源蜂鸣器 b 的高度为 8mm。如将两种蜂鸣器的引 脚郡朝上放置时，可以看出有绿色电路板的一种是无源蜂鸣器，没有电路板而用黑胶 封闭的一种是有源蜂鸣器。 迸一步判断有源蜂鸣器和无源蜂鸣器， 还可以用万用表电阻档 Rxl 档测试:用黑表 笔接蜂鸣器 "+"引脚，红表笔在另一引脚上来回碰触，如果触发出咔、咔声的且电阻 只有 8 (或 16 )的是无源蜂蜂鸣器

　　鸣器;如果能发出持续声音的，且电阻在几百欧以上的，是有源蜂鸣器。 有源蜂鸣器直接接上额定电源(新的蜂鸣器在标签上都有注明)就可连续发声;而 无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样，需要接在音频输出电路中才能发声。

　　蜂鸣器驱动模块

　　在单片机应用的设计上，很多方案都会用到蜂鸣器，大部分都是使用蜂鸣器来做 提示或报警，比如按键按下、开始工作、工作结束或是故障等等。这里对单片机在蜂 鸣器驱动上的应用作一下描述。

　　驱动方式

　　由于自激蜂鸣器是直流电压驱动的，不需要利用交流信号进行驱动，只需对驱动 口输出驱动电平并通过三极管放大驱动电流就能使蜂鸣器发出声音，很简单，这里就 不对自激蜂鸣器进行说明了。 这里只对必须用 1/2duty 的方波信号进行驱动的他激蜂 鸣器进行说明。 单片机驱动他激蜂鸣器的方式有两种：一种是 PWM 输出口直接驱动，另一种是 利用 I/O 定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器进行驱动。 PWM 输出口直接驱动是利用 PWM 输出口本身可以输出一定的方波来直接驱 动蜂鸣器。在单片机的软件设置中有几个系统寄存器是用来设置 PWM 口的输出的，

　　可以设置占空比、周期等等，通过设置这些寄存器产生符合蜂鸣器要求的频率的波形 之后，只要打开 PWM 输出，PWM 输出口就能输出该频率的方波，这个时候利用这 个波形就可以驱动蜂鸣器了。比如频率为 2000Hz 的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为 500s，这样只需要把 PWM 的周期设置为 500s，占空比电平设置为 250s，就能 产生一个频率为 2000Hz 的方波， 通过这个方波再利用三极管就可以去驱动这个蜂鸣 器了。 而利用 I/O 定时翻转电平来产生驱动波形的方式会比较麻烦一点， 必须利用定时 器来做定时，通过定时翻转电平产生符合蜂鸣器要求的频率的波形，这个波形就可以 用来驱动蜂鸣器了。比如为 2500Hz 的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为 400s，这样 只需要驱动蜂鸣器的 I/O 口每 200s 翻转一次电平就可以产生一个频率为 2500Hz， 占空比为 1/2duty 的方波，再通过三极管放大就可以驱动这个蜂鸣器了。

　　蜂鸣器驱动电路

　　由于蜂鸣器的工作电流一般比较大，以致于单片机的 I/O 口是无法直接驱动的， 所以要利用放大电路来驱动，一般使用三极管来放大电流就可以了。

　　蜂鸣器驱动设计

　　由于这里要介绍两种驱动方式的方法，所以在设计模块系统中将两种驱动方式做 到一块，即程序里边不仅介绍了 PWM 输出口驱动蜂鸣器的方法，还要介绍 I/O 口 驱动蜂鸣器的方法。 所以， 我们将设计如下的一个系统来说明单片机对蜂鸣器的驱动： 系统有两个他激蜂鸣器，频率都为 2000Hz，一个由 I/O 口进行控制，另一个由 PW M 输出口进行控制;系统还有两个按键，一个按键为 PORT 按键，I/O 口控制的蜂 鸣器不鸣叫时按一次按键 I/O 口控制的蜂鸣器鸣叫，再按一次停止鸣叫，另一个按键 为 PWM 按键，PWM 口控制的蜂鸣器不鸣叫时按一次按键 PWM 输出口控制的蜂鸣 器鸣叫，再按一次停止鸣叫。

　　使用 SH69P43 为控制芯片，使用 4MHz 晶振作为主振荡器。 PORTC.3/T0 作为 I/O 口通过三极管 Q2 来驱动蜂鸣器 LS1，而 PORTC.2/PW M0 则作为 PWM 输出口通过三极管 Q1 来驱动蜂鸣器 LS2。 另外在 PORTA.3 和 P ORTA.2 分别接了两个按键，一个是 PWM 按键，是用来控制 PWM 输出口驱动蜂 鸣器使用的;另一个是 PORT 按键，是用来控制 I/O 口驱动蜂鸣器使用的。连接按 键的 I/O 口开内部上拉电阻。 软件设计方法 先分析一下蜂鸣器。所使用的蜂鸣器的工作频率是 2000Hz，也就是说蜂鸣器的 驱动信号波形周期是 500s，由于是 1/2duty 的信号，所以一个周期内的高电平和低 电平的时间宽度都为 250s。软件设计上，我们将根据两种驱动方式来进行说明。

　　a) PWM 输出口直接驱动蜂鸣器方式

　　由于 PWM 只控制固定频率的蜂鸣器，所以可以在程序的系统初始化时就对 PW M 的输出波形进行设置。 首先根据 SH69P43 的 PWM 输出的周期宽度是 10 位数据来选择 PWM 时钟。 系统使用 4MHz 的晶振作为主振荡器，一个 tosc 的时间就是 0.25s，若是将 PWM 的时钟设置为 tosc 的话， 则蜂鸣器要求的波形周期 500s 的计数值为 500s/0.2 5s=(2000)10=(7D0)16，7D0H 为 11 位的数据，而 SH69P43 的 PWM 输出周期宽度只是 10 位数据，所以选择 PWM 的时钟为 tosc 是不能实现蜂鸣 器所要的驱动波形的。 这里我们将 PWM 的时钟设置为 4tosc，这样一个 PWM 的时钟周期就是 1s 了，由此可以算出 500s 对应的计数值为 500s/1s=(500)10=(1F4)16，即分 别在周期寄存器的高 2 位、中 4 位和低 4 位三个寄存器中填入 1、F 和 4，就完成 了对输出周期的设置。再来设置占空比寄存器，在 PWM 输出中占空比的实现是 通过设定一个周期内电平的宽度来实现的。当输出模式选择为普通模式时，占空 比寄存器是用来设置高电平的宽度。250s 的宽度计数值为 250s/1s=(250)10 =(0FA)16。只需要在占空比寄存器的高 2 位、中 4 位和低 4 位中分别填入 0、F 和 A 就可以完成对占空比的设置了，设置占空比为 1/2duty。 以后只需要打开 PWM 输出，PWM 输出口自然就能输出频率为 2000Hz、占空 比为 1/2duty 的方波。

　　b) I/O 口定时翻转电平驱动蜂鸣器方式

　　使用 I/O 口定时翻转电平驱动蜂鸣器方式的设置比较简单， 只需要对波形分析一 下。由于驱动的信号刚好为周期 500s，占空比为 1/2duty 的方波，只需要每 250s 进行一次电平翻转，就可以得到驱动蜂鸣器的方波信号。在程序上，可以使用 TIME R0 来定时，将 TIMER0 的预分频设置为/1，选择 TIMER0 的始终为系统时钟(主振 荡器时钟/4)，在 TIMER0 的载入/计数寄存器的高 4 位和低 4 位分别写入 00H 和 0 6H，就能将 TIMER0 的中断设置为 250s。当需要 I/O 口驱动的蜂鸣器鸣叫时，只 需要在进入 TIMER0 中断的时候对该 I/O 口的电平进行翻转一次，直到蜂鸣器不需要鸣叫的时候，将 I/O 口的电平设 置为低电平即可。不鸣叫时将 I/O 口的输出电平设置为低电平是为了防止漏电。 [1]