【单片机笔记】有源蜂鸣器驱动-效率编程

蜂鸣器是很常见的设备，分为无源和有源两种。根据项目需求选择不同类型的蜂鸣器。最近的项目里有用到有源蜂鸣器对有源蜂鸣器。还是老一套，把电路板画完，接着编程。

在项目中原理图如下：

 

如果不能保证I/O的输出性能可以根据情况增加上拉或者下拉电阻。

切入正题：在程序里面这个蜂鸣器的驱动就是个高低电平驱动。高电平三极管导通、蜂鸣器发声，低电平三极管关断、蜂鸣器不发声。这的确很简单，程序上最开始我是这样写的：

void Bell_beep(u8 cnt)
{
	u8 cnt2 =cnt*2;
	while(cnt2--)
	{
		BELL_TOG();
	}
	BELL_OFF();
}

当然，如果单片机没有很好的I/O跳变函数也可以这样修改：

void Bell_beep(u8 cnt)
{
	u8 cnt2 =cnt*2;
	while(cnt2--)
	{
		if(cnt2%2==0)	BELL_ON();
		else BELL_OFF();
		Delay_ms(50);
	}
	BELL_OFF();
}

这里稍作解释：

1)

函数功能：蜂鸣器发声驱动
传入参数：蜂鸣器发声的次数
2)
传入的次数cnt需要再函数内翻倍。这是因为传入的参数是想让蜂鸣器连续的发cnt声。但是蜂鸣器除了发声还有不发声的时候。也就是说蜂鸣器每响一次都需要关闭一次，如果没有关闭操作肯定就不会出现响几声而是连续的响一声，这个也很容易推理。

3)

在while循环完之后需要加一个蜂鸣器关闭操作。
这里假如传进的参数是2，目的是让蜂鸣器响两声。根据程序的执行步骤：
cnt2变成4。
第1次while(4) 蜂鸣器开 cnt自减到3
第2次while(3) 蜂鸣器关 cnt自减到2
第3次while(2) 蜂鸣器开 cnt自减到1
第4次while(1) 蜂鸣器关 cnt自减到0
第5次while(0) 跳出while

可以看出其实在while之后蜂鸣器状态已经是关闭的了，但是保险起见，确保函数调用完之后蜂鸣器是关闭的状态。比如第一个函数I/O跳变的就更需要保障了，因为代码上只能看出跳变，看不到跳变之后的状态。

至此，一个简单的蜂鸣器电路和驱动程序就都温习完了，接下来上干货：

在写程序的时候很多时候讲究程序的效率，比如这个蜂鸣器驱动，驱动过程中会降低效率，厉害的人很快能看出来，就是这个Delay延时的问题。但是上面也说了，不延时也是不行的。所以趋于效率我尝试着换了一种方法驱动蜂鸣器。

代码如下：

void Bell_beep(u8 cnt)
{
	_DATA.BELL_CNT = cnt*2;
	_DATA.FLAG_BELL = 1;
}


void _TIM4_IRQHandler(void)
{
	static u32 NOW=100;
	Systick_ms++;

	if(NOW==Systick_ms)
	{
		NOW=Systick_ms+50;

		if(_DATA.FLAG_BELL)
		{
			Bell_Tog();
			_DATA.BELL_CNT--;
			if(_DATA.BELL_CNT == 0)
			{
				_DATA.FLAG_BELL = 0;   
			}             
		}
		else
		{
			Bell_Off();
		}    
	}
	if(Systick_ms%700==0) IWDG_Feed();
	TIM4_ClearITPendingBit(TIM4_IT_UPDATE);  
}

实现起来也很简单，简单说下原理：

1）首先是提供蜂鸣器驱动的I/O配置，

2）其次是定时器的配置

3）最后是定时器中断函数实现

我选用的定时器是项目单片机中最简单的一个定时器，配制成1ms中断，能够提供溢出中断。其实这个定时器我常用做计系统运行时间Systick_ms。但是该项目对这个系统时间没有用到，那就用这个定时器做文章把。

实现方法：

1、同样函数在调用蜂鸣器驱动的时候接口是一样的，传入的参数还是蜂鸣器的响声次数。

2、函数体变了，这里改成了两个变量的赋值，第一个BELL_CNT同普通方法中的cnt2，这里不再赘述。第二个是FLAG_BELL是用来保存蜂鸣器是否需要驱动的状态变量。所以既然是调用驱动函数，那肯定这个变量要为真。

3、定时器中断函数里面加上了一个静态变量NOW，他的作用就是和Systic_ms产生一个50ms的时间片，干嘛用？肯定是给蜂鸣器开关之间的延时用咯。模拟软件延时嘛。然后再来分析下这段代码：

1）首先这个NOW和Systic_ms是无条件需要赋值保证50ms时间片的。对应的代码为NOW=Systick_ms+50;

2）判断蜂鸣器驱动状态变量是不是真，如果不为真就关闭蜂鸣器，这个也是无条件的。

3）如果状态变量为真：蜂鸣器先跳变Bell_Tog();当然如果没有这个跳变函数也可以用上述的判断cnt的方法，就不多写了都是一样的。同时次数自减BELL_CNT--；同时判断是不是减到0了，减到0了说明响完了啊，那就把状态变量赋值为假。再次进来不管蜂鸣器是开着的还是关着的都会执行关闭操作，这个跟上面说的保险一样。

4）最后，这两个变量用的是全局变量，这里是以结构体的形式呈现的，因为很多情况这两个函数不在一个C里面。如果硬要写在一个C可以忽略本条。

 

 

 By Urien 2017年9月16日 09:56:11