蜂鸣器实验

蜂鸣器简介

        蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、报警器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：

        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 1.5～5kHZ 的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

        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。

        区别在于：压电式蜂鸣器发声，需提供一定频率的脉冲信号；想要电磁式蜂鸣器发声，只需提供电源即可。

         本实例使用的蜂鸣器是无源蜂鸣器，属于压电式蜂鸣器类型。注意，此处有源和无源，并非指电源，而是指蜂鸣器内部是否含有振荡电路，有源蜂鸣器内部自带振荡电路，只需提供电源即可发声，而无源蜂鸣器则需提供一 定频率的脉冲信号才能发声，频率大小通常在 1.5-5KHz 之间。

        蜂鸣器实物图如下图所示；

        对于无源蜂鸣器，如果改变频率就可以调节蜂鸣器音调，产生各种不同音色、 音调的声音。如果改变输出电平的高低电平占空比，则可以改变蜂鸣器的声音大小。

        对于有源蜂鸣器，通常内部已经固定了频率，对于调节频率或占空比可能改变不了蜂鸣器的音调和音量，当然也有的有源蜂鸣器可以实现和无源蜂鸣器一样的效果。

硬件部分

        51 单片机是用来做控制的，而不是驱动，51 单片机 IO 口的驱动能力较弱（即使外接上拉电阻），而驱动蜂鸣器需要约 30mA，所以很困难，即使可以驱动，对于整个芯片的其它 IO的驱动能力就会减弱甚至无法工作， 所以不会直接使用 IO 口驱动蜂鸣器，而是通过三极管把电流放大后再驱动蜂鸣器，这样 51 单片机的 IO 口只需要提供不到 1mA 的电流就可控制蜂鸣器。

        对三极管不太了解，可以看看这个视频：三极管是如何导电？超形象动画让你一看就懂！_哔哩哔哩_bilibili

        我用的是普中的开发板A7，开发板的蜂鸣器模块电路如下图所示：

        由图得知，J7 端子可接任意 IO 控制，可直接连接到 51 单片机的 P2.2 管脚上。图中使用三极管进行电流放大，从而驱动蜂鸣器，当P2.2输出高电平，三极管截止，蜂鸣器不得电（低电平）；当 P25 输出低电平，三极管导通，蜂鸣器得电（高电平）。

        开发板上使用的是无源蜂鸣器，它需要一定频率的脉冲（高低电平）才会发声，因此需要让 P2.2 脚以一定频率不断输出高低电平信号才能控制蜂鸣器发出声音。

 代码实现

        P2端口带上拉电阻，默认输出高电平，因此直接对BEEF取反：BEEF=!BEEF；通过while循环不断反复取反，就可以不断输出高低电平脉冲信号。

#include "reg52.h"

typedef unsigned int u16;//使用关键字 typedef 对系统默认数据类型 unsigned int 重新命名
typedef unsigned char u8;
 
sbit BEEF=P2^2;//将P2.2管脚定义为BEEF

void delay_10us(u16 ten_us)//延时函数，ten_us=1 时，大约延时 10us
{
 	while(ten_us--);
}

void main()	   //主函数
{
	u16 i=20000;
	
	while(1)	
	{
	   	 while(i--)
		 {
		  	BEEF=!BEEF;	  //产生一定频率的脉冲信号
			delay_10us(10000);
		 }
		 i=0;	 //清零
		 BEEF=0;	  //关闭蜂鸣器
	}
}

补充：

         对于无源蜂鸣器，如果改变频率就可以调节蜂鸣器音调，产生各种不同音色、 音调的声音。

修改延时函数delay_10us(10000)；当延时为10000,1000,100时，蜂鸣器音调明显不同，可以多尝试！