蜂鸣器在单片机驱动原理与设计

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;

}

}

}