基于stm32F103的蜂鸣器周期发声实验

蜂鸣器作为一种声音报警器件,应用广泛。本实验基于stm32F103单片机,通过控制蜂鸣器的IO口电平电压,使其周期性地进行电平翻转,从而驱动蜂鸣器发出周期性的鸣叫声。该实验主要运用了stm32的GPIO和定时器TIM的相关功能,不仅可以巩固这些外设的使用,也可以通过改变时间参数,控制蜂鸣器的鸣叫频率,拓展实验的变化性。

实验原理:
微控制器输出PWM波形信号,通过改变工作周期和占空比参数,可控制蜂鸣器的音调和音量。本实验使用stm32F103的定时器中断来生成波形信号,无需CPU参与PWM波形的形成,降低了CPU占用率。在中断服务函数中,我们通过翻转蜂鸣器对应IO口的电平状态,使其在高低电平间周期性切换,从而为蜂鸣器提供PWM驱动波形。

实验步骤:

初始化蜂鸣器接口GPIO

配置定时器TIM参数,设置中断

在中断函数中翻转蜂鸣器IO,产生波形

程序设计：

#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_tim.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "misc.h"
#include "stm32f10x_it.h"

/* 初始化蜂鸣器对应IO口PB8 */
void Beep_Init(void)  
{
    // 使能GPIOB的时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    // 配置PB8为推挽输出模式
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_8;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

/* 定时器3中断初始化,定时1ms */
void TIM3_Init(void)  
{
    // 初始化定时器结构体
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    // 使能TIM3和APB1的时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);

    // 定时周期1ms,分频系数7200
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000;  
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =7200; 

    // 初始化TIM3
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);  

    // 允许TIM3更新中断
    TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);  

    // 设置中断优先级并使能
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;   
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; 
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    // 使能定时器
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);   
}

/* 定时器中断服务函数,蜂鸣器翻转 */  
void TIM3_IRQHandler(void)
{
    // 判断更新中断是否发生
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)  
    {
        // 翻转蜂鸣器IO电平
        GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_8, (BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_8)));
        
        // 清除中断标志
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); 
    }
}

int main(void)  
{
    Beep_Init();
    TIM3_Init();
    
    while(1)
    { 
    }
}

通过修改定时周期可以改变蜂鸣器的鸣叫频率,实验过程灵活。

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