51单片机-蜂鸣器基本知识

基本知识

定义

一种一体化结构的电子讯响器

工作发声原理图

蜂鸣器的发声原理由振动装置和谐振装置组成

而蜂鸣器又分为无源他激型与有源自激型

无源他激型蜂鸣器的工作发声原理

方波信号输入谐振装置转换为声音信号输出：

有源自激型蜂鸣器的工作发声原理

直流电源输入经过振荡系统的放大取样电路在谐振装置作用下产生声音信号：

分类

电磁式蜂鸣器

主要是利用通电导体会产生磁场的特性
用一个固定的永久磁铁与通电导体产生磁力推动固定在线圈上的鼓膜

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

用的是压电材料，即当受到外力导致压电材料发生形变时压电材料会产生电荷
同样，当通电时压电材料也会发生形变

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

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

用途

压电式结构简单耐用但音调单一、音色差，适用于报警器等设备

电磁式由于音色好，所以多用于语音、音乐等设备

其他分类

1、按其驱动方式的原理分

• 有源蜂鸣器（内含驱动线路，也叫自激式蜂鸣器）
• 无源蜂鸣器（外部驱动，也叫他激式蜂鸣器）

外部驱动

2、按构造方式的不同

• 电磁式蜂鸣器
• 压电式蜂鸣器

3、按封装的不同

• DIP BUZZER（插针蜂鸣器）
• SMD BUZZER（贴片式蜂鸣器）

4、按电流的不同

• 直流蜂鸣器
• 交流蜂鸣器

区别：有源蜂鸣器与无源蜂鸣器

注意：这里的“源”不是指电源，而是指震荡源

有源蜂鸣器内部带震荡源，所以只要一通电就会叫
无源蜂鸣器内部不带震荡源，所以如果用直流信号无法令其鸣叫，必须用2K-5K的方波去驱动它

有源蜂鸣器往往比无源的贵，就是因为里面多个震荡电路

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
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

无源蜂鸣器的优点是：

1. 便宜
2. 声音频率可控，可以做出“多来米发索拉西”的效果
3. 在一些特例中，可以和LED复用一个控制口

有源蜂鸣器的优点是：程序控制方便

无源蜂鸣器（外壳有“＋”、绿色电路板封底）

有源蜂鸣器（黑胶封底）

单片机应用

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

• 改变单片机引脚输出波形的频率，就可以调整控制蜂鸣器音调（频率越高，音调越高）
• 改变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（高电平占空比越高，声音越大）