51单片机入门——蜂鸣器

1.什么是蜂鸣器

蜂鸣器从结构区分分别为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器。压电式为压电陶瓷片发音，电流比较小一些，电磁式蜂鸣器为线圈通电震动发音，体积比较小。

按照驱动方式分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。这里的有源和无源不是指电源，而是振荡源。如下图，给了BUZZ引脚一个低电平，蜂鸣器就会直接响。而无源蜂鸣器内部是不带振荡源的，要让他响必须给 500Hz～4.5KHz 之间的脉冲频率信号来驱动它才会响。有源蜂鸣器往往比无源蜂鸣器贵一些，因为里边多了振荡电路，驱动发音也简单，靠电平就可以驱动，而无源蜂鸣器价格比较便宜，此外无源蜂鸣器声音频率可以控制，而音阶与频率又有确定的对应关系，因此就可以做出来 “do re mi fa sol la si” 的效果，可以用它制作出简单的音乐曲目，比如生日歌、两只老虎等等。

如上图，驱动蜂鸣器的电流相对于单片机输出的电流较大，因此需要一个三极管来驱动，并加了一个100欧的限流电阻。在图中我们还可以看到一个二极管 D4 ，这个二级管在这里叫续流二极管。我们的蜂鸣器是一个感性器件，当三极管导通给蜂鸣器供电时，就会有导通电流流过蜂鸣器。而我们知道，电感的一个重要的特性就是电流不能突变，导通时电流是逐渐增大的，这点没有问题，但是当三极管截止时。经过“电源—三极管—蜂鸣器—地”这条回路就截断了，过不了任何电流了，那么蜂鸣器储存的电流哪儿去呢，就是经过 D4 和蜂鸣器自身的环路来消耗掉了，从而就可以避免了三极管截止的时候由于电感电流造成的反向冲击。接续三极管截止时的电流，这就是续流二极管名称的由来。

2.蜂鸣器的应用

蜂鸣器经常用于电脑、打印机、万用表这些设备做提示音，提示音一般也简单，就简单的发个声就行了，我们用程序简单的做了个 4KHZ 频率下的发声和 1KHZ 频率下的发声程序。

#include 

sbit BUZZ = P1^6; //蜂鸣器控制引脚

unsigned char T0RH = 0; //T0 重载值的高字节
unsigned char T0RL = 0; //T0 重载值的低字节

void OpenBuzz(unsigned int frequ);
void StopBuzz();

void main()
{
	unsigned int i;
 
	TMOD = 0x01; //配置 T0 工作在模式 1，但先不启动
	EA = 1; //使能全局中断
 
	while (1)
	{
		OpenBuzz(4000); //以 4KHz 的频率启动蜂鸣器
		for (i=0; i<40000; i++);
		StopBuzz(); //停止蜂鸣器
		for (i=0; i<40000; i++);
		OpenBuzz(1000); //以 1KHz 的频率启动蜂鸣器
		for (i=0; i<40000; i++);
		StopBuzz(); //停止蜂鸣器
		for (i=0; i<40000; i++);
 	}
 }
 
/* 蜂鸣器启动函数，frequ-工作频率 */
void OpenBuzz(unsigned int frequ)
{
	unsigned int reload; //计算所需的定时器重载值
 
	reload = 65536 - (11059200/12)/(frequ*2); //由给定频率计算定时器重载值
	T0RH = (unsigned char)(reload >> 8); //16 位重载值分解为高低两个字节
	T0RL = (unsigned char)reload;
	TH0 = 0xFF; //设定一个接近溢出的初值，以使定时器马上投入工作
	TL0 = 0xFE;
	ET0 = 1; //使能 T0 中断
	TR0 = 1; //启动 T0
}

/* 蜂鸣器停止函数 */
void StopBuzz()
{
	ET0 = 0; //禁用 T0 中断
	TR0 = 0; //停止 T0
}

/* T0 中断服务函数，用于控制蜂鸣器发声 */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
	TH0 = T0RH; //重新加载重载值
	TL0 = T0RL;
	BUZZ = ~BUZZ; //反转蜂鸣器控制电平
}

两只老虎

蜂鸣器也可以用来输出音乐，仅为了好玩，里面包含了音阶、乐谱的相关内容。

#include 

sbit BUZZ = P1^5 ; //蜂鸣器控制引脚

unsigned int code NoteFrequ[] = { //中音 1-7 和高音 1-7 对应频率列表
	523, 587, 659, 698, 784, 880, 988, //中音 1-7
	1047, 1175, 1319, 1397, 1568, 1760, 1976 //高音 1-7
} ;

unsigned int code NoteReload[] = { //中音 1-7 和高音 1-7 对应的定时器重载值
	65536 - (11059200/12) / (523*2), //中音 1
	65536 - (11059200/12) / (587*2), //2
	65536 - (11059200/12) / (659*2), //3
	65536 - (11059200/12) / (698*2), //4
	65536 - (11059200/12) / (784*2), //5
	65536 - (11059200/12) / (880*2), //6
	65536 - (11059200/12) / (988*2), //7
	65536 - (11059200/12) / (1047*2), //高音 1
	65536 - (11059200/12) / (1175*2), //2
	65536 - (11059200/12) / (1319*2), //3
	65536 - (11059200/12) / (1397*2), //4
	65536 - (11059200/12) / (1568*2), //5
	65536 - (11059200/12) / (1760*2), //6
	65536 - (11059200/12) / (1976*2), //7
} ;

bit enable = 1; //蜂鸣器发声使能标志
bit tmrflag = 0; //定时器中断完成标志

unsigned char T0RH = 0xFF; //T0 重载值的高字节
unsigned char T0RL = 0x00; //T0 重载值的低字节

void PlayTwoTiger();

void main()
{
	unsigned int i;
 
	EA = 1; //使能全局中断
	TMOD = 0x01; //配置 T0 工作在模式 1
	TH0 = T0RH;
	TL0 = T0RL;
	ET0 = 1; //使能 T0 中断
	TR0 = 1; //启动 T0
 
	while (1)
	{
		PlayTwoTiger(); //播放乐曲--两支老虎
		for (i=0; i<40000; i++); //停止一段时间
	} 
}

/* 两只老虎乐曲播放函数 */
void PlayTwoTiger()
{
	unsigned char beat; //当前节拍索引
	unsigned char note; //当前节拍对应的音符
	unsigned int time = 0; //当前节拍计时
	unsigned int beatTime = 0; //当前节拍总时间
	unsigned int soundTime = 0; //当前节拍需发声时间
	//两只老虎音符表
	unsigned char code TwoTigerNote[] = {
		1, 2, 3, 1, 1, 2, 3, 1, 3, 4, 5, 3, 4, 5,
		5,6, 5,4, 3, 1, 5,6, 5,4, 3, 1, 1, 5, 1, 1, 5, 1,
	} ;

	//两只老虎节拍表，4 表示一拍，1 就是 1/4 拍，8 就是 2 拍
	unsigned char code TwoTigerBeat[] = {
		4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 4, 4, 8,
		3,1, 3,1, 4, 4, 3,1, 3,1, 4, 4, 4, 4, 8, 4, 4, 8,
	} ;
 
	for (beat=0; beat<sizeof(TwoTigerNote); ) //用节拍索引作为循环变量
	{
		while (!tmrflag); //每次定时器中断完成后，检测并处理节拍
		tmrflag = 0;
		if (time == 0) //当前节拍播完则启动一个新节拍
		{
			note = TwoTigerNote[beat] - 1;
			T0RH = NoteReload[note] >> 8;
			T0RL = NoteReload[note];
			//计算节拍总时间，右移 2 位相当于除 4，移位代替除法可以加快执行速度
			beatTime = (TwoTigerBeat[beat] * NoteFrequ[note]) >> 2;
			//计算发声时间，为总时间的 0.75，移位原理同上
			soundTime = beatTime - (beatTime >> 2);
			enable = 1; //指示蜂鸣器开始发声
			time++;
		}
		else //当前节拍未播完则处理当前节拍
		{
			if (time >= beatTime) //当前持续时间到达节拍总时间时归零，
			{ //并递增节拍索引，以准备启动新节拍
				time = 0;
				beat++;
			}
			else //当前持续时间未达到总时间时，
			{
				time++; //累加时间计数
				if (time == soundTime) //到达发声时间后，指示关闭蜂鸣器，
				{ //插入 0.25*总时间的静音间隔，
					enable = 0; //用以区分连续的两个节拍
				}
			}
		}
	} 
}

/* T0 中断服务函数，用于控制蜂鸣器发声 */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
	TH0 = T0RH; //重新加载重载值
	TL0 = T0RL;
	tmrflag = 1;
	if (enable) //使能时反转蜂鸣器控制电平
	BUZZ = ~BUZZ;
	else //未使能时关闭蜂鸣器
	BUZZ = 1;
}

提供《世上只有妈妈好》《烟花易冷》的数据表，有兴趣的小伙伴可以自己试试哦！！！

//《世上只有妈妈好》数据表 
code unsigned char sszymmh[] = {
6, 2, 3, 5, 2, 1, 3, 2, 2, 5, 2, 2, 1, 3, 2, 6, 2, 1, 5, 2, 1, 
//一个音符有三个数字。前为第几个音、中为第几个八度、后为时长（以半拍为单位）。
//6, 2, 3 分别代表：６, 中音, ３个半拍;
//5, 2, 1 分别代表：５, 中音, １个半拍;
//3, 2, 2 分别代表：３, 中音, ２个半拍;
//5, 2, 2 分别代表：５, 中音, ２个半拍;
//1, 3, 2 分别代表：１, 高音, ２个半拍;
//
6, 2, 4, 3, 2, 2, 5, 2, 1, 6, 2, 1, 5, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 2, 1,
6, 1, 1, 5, 2, 1, 3, 2, 1, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 2,
5, 2, 1, 6, 2, 1, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 4, 5, 2, 3, 3, 2, 1,
2, 2, 1, 1, 2, 1, 6, 1, 1, 1, 2, 1, 5, 1, 6, 0, 0, 0};



//《烟花易冷》
unsigned char code song1[]={
     5,2,1, 3,2,1, 2,2,2, 2,2,4, 3,2,1, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,4, 
         5,2,1, 3,2,1, 2,2,2, 2,2,2, 5,1,1, 3,2,1, 4,2,1, 3,2,4, 
         3,2,1, 3,2,1, 7,2,1, 3,2,1, 2,2,2, 1,2,1, 7,1,1, 1,2,1, 
         2,2,1, 3,2,1, 6,2,3, 6,1,1, 1,2,1, 3,2,1, 2,2,1, 6,1,1, 
         1,2,1, 7,1,1, 5,1,1, 6,1,6, 5,2,1, 3,2,1, 2,2,2, 2,2,1, 
         2,2,1, 3,2,1, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,4, 5,2,1, 3,2,1, 2,2,2, 
         2,2,1, 2,2,1, 5,1,1, 3,2,1, 4,2,1, 3,2,4, 3,2,1, 3,2,1, 
         7,2,3, 3,2,1, 2,2,2, 1,2,1, 7,1,1, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,1, 
         6,2,3, 6,1,1, 1,2,1, 3,2,1, 2,2,1, 6,1,1, 1,2,1, 7,1,2, 
         5,1,2, 6,1,6, 0,0,0 };