单片机驱动蜂鸣器原理与设计

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，本文介绍如何用单片机驱动蜂鸣器，他广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机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。

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。

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1.5～2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

下面是电磁式蜂鸣器的外形图片及结构图。。。

电磁式蜂鸣器实物图：

电磁式蜂鸣器结构示意图：

图 1

图 2

电磁式蜂鸣器内部构成：
1. 防水贴纸 2. 线轴 3. 线圈 4. 磁铁	5. 底座 6. 引脚 7. 外壳 8. 铁芯	9. 封胶 10. 小铁片 11. 振动膜 12. 电路板

一、电磁式蜂鸣器驱动原理

蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。S51增强型单片机实验板通过一个三极管C8550来放大驱动蜂鸣器，原理图见下面图3：

S51增强型单片机实验板蜂鸣器驱动原理图：

	图 3

    如图所示，蜂鸣器的正极接到VCC（＋5V）电源上面，蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E，三极管的基级B经过限流电阻R1后由单片机的P3.7引脚控制，当P3.7输出高电平时，三极管T1截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P3.7输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。因此，我们可以通过程序控制P3.7脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。

    程序中改变单片机P3.7引脚输出波形的频率，就可以调整控制蜂鸣器音调，产生各种不同音色、音调的声音。另外，改变P3.7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，这些我们都可以通过编程实验来验证。

   二、蜂鸣器列子

    下面我们举几个简单的单片机驱动蜂鸣器的编程和电路设计的列子。

    1、简单的蜂鸣器实验程序：本程序通过在P3.7输出一个音频范围的方波，驱动实验板上的蜂鸣器发出蜂鸣声，其中DELAY延时子程序的作用是使输出的方波频率在人耳朵听觉能力之内的20KHZ以下，如果没有这个延时程序的话，输出的频率将大大超出人耳朵的听觉能力，我们将不能听到声音。更改延时常数，可以改变输出频率，也就可以调整蜂鸣器的音调。大家可以在实验中更改#228为其他值，听听蜂鸣器音调的改变。

      ORG     0000H
      AJMP    MAIN     ;跳转到主程序

      ORG     0030H
MAIN: CPL     P3.7      ;蜂鸣器驱动电平取反
      LCALL   DELAY    ;延时
      AJMP    MAIN      ;反复循环

DELAY:MOV    R7,#228    ;延时子程序，更改该延时常数可以改变蜂鸣器发出的音调
DE1: DJNZ   R7,DE1
      RET
      END

    2、倒车警示音实验程序：我们知道各种卡车、货柜车在倒车时候，会发出倒车的蜂鸣警示提示音，同时警示黄灯也同步闪烁，提醒后面的人或车辆注意。本实验例程就实现倒车警示功能，通过实验板上的蜂鸣器发出警示音，同时通过实验板上P1.2和P1.5上的两个黄色发光二极管来发出黄色警示灯。

      ORG    0000H
      AJMP   START      ;跳转到初始化程序

      ORG    0033H
START:
      MOV    SP,#60H    ;SP初始化
      MOV    P3,#0FFH   ;端口初始化

MAIN: ACALL  SOUND       ;蜂鸣器发声
      ACALL  YS500M      ;延时
      AJMP   MAIN

SOUND:
      MOV    P1,#11011011B ;点亮2个警示黄色发光二极管
      MOV    R2,#200      ;响200个周期
SND1: CLR    P3.7         ;输出低电平T1导通,蜂鸣器响
      ACALL  YS1ms        ;延时
      SETB   P3.7         ;输出高电平T1截止，蜂鸣器不响
      ACALL  YS1ms        ;延时
      DJNZ   R2,SND1
      MOV    P1,#0FFH     ;熄灭黄色警示灯
      RET

YS1ms:                   ;1ms延时子程序
      MOV    R0,#2
YL1: MOV    R1,#250       ;改变R0的数值可改变声音频率
      DJNZ   R1,$
      DJNZ   R0,YL1
      RET

YS500M:                   ;500ms延时子程序
      MOV    R0,#6
YL2: MOV    R1,#200
YL3: MOV    R2,#250
      DJNZ   R2,$
      DJNZ   R1,YL3
      DJNZ   R0,YL2
      RET

END

3、“叮咚”电子门铃实验程序：常见的家用电子门铃在有客人来访时候，如果按压门铃按钮时，室内会发出“叮咚”声音，本实验程序模拟电子门铃的发音，当我们按压实验板上的K1按钮时候，蜂鸣器发出“叮咚”音乐声，是一个比较实用的程序。

“叮咚”电子门铃实验ASM源程序：

“叮咚”电子门铃C语言源程序：

    ORG      0000H
    LJMP     START ;跳转到初始化程序

    ORG      000BH
    LJMP     PGT0 ;跳转到T0中断服务程序

START:
    OBUF1    EQU 30H ;初始化程序
    OBUF2    EQU 31H
    OBUF3    EQU 32H
    OBUF4    EQU 33H
    FLAGB    BIT 00H
    STOPB    BIT 01H
    K1     BIT P3.2 ;定义按钮K1，作为门铃按钮

    MOV      TMOD,#02H ;定时器初始化
    MOV    TH0,#06H
    MOV    TL0,#06H
    SETB ET0 ;启动定时器T0
    SETB   EA ;启动总中断

MAIN: ;主程序
    JB   K1,MAIN ;检测K1按钮
    LCALL    YS10M ;延时去抖动
    JB      K1,MAIN
    SETB   TR0 ;按钮有效
    MOV    P1,#00H ;点亮按钮指示灯
    MOV    OBUF1,#00H
    MOV    OBUF2,#00H
    MOV    OBUF3,#00H
    MOV    OBUF4,#00H
    CLR    FLAGB
    CLR    STOPB
    JNB    STOPB,$
    MOV    P1,#0FFH
    LJMP    MAIN ;发出“叮咚”完毕，返回重新检测按钮

YS10M: ;10ms延时子程序
    MOV    R6,#20
D1: MOV    R7,#248
    DJNZ   R7,$
    DJNZ   R6,D1
    RET

PGT0: ;定时器T0中断服务程序
    INC    OBUF3 ;中断服务程序中发出一声“叮咚”响声
    MOV    A,OBUF3
    CJNE   A,#100,NEXT
    MOV    OBUF3,#00H
    INC    OBUF4
    MOV    A,OBUF4
    CJNE   A,#20,NEXT
    MOV    OBUF4,#00H
    JB FLAGB,PGSTP
    CPL    FLAGB
    AJMP   NEXT
PGSTP:
    SETB   STOPB
    CLR    TR0
    LJMP   INT0RET
NEXT: JB   FLAGB,SOU2
    INC    OBUF2
    MOV    A,OBUF2
    CJNE   A,#03H,INT0RET
    MOV    OBUF2,#00H
    CPL    P3.7
    LJMP   INT0RET
SOU2: INC OBUF1
    MOV    A,OBUF1
    CJNE   A,#04H,INT0RET
    MOV    OBUF1,#00H
    CPL    P3.7
    LJMP   INT0RET
INT0RET:
    RETI

    END

#include <AT89X51.H>
unsigned char obuf1;
unsigned char obuf2;
unsigned int obuf3;

bit stopb;
bit flagb;

void main(void)
{
unsigned char i,j;

TMOD=0x02; //定时器T0初始化
TH0=0x06;
TL0=0x06;
ET0=1;
EA=1; //允许总中断

while(1)
{
if(P3_2==0) //检测K1按键
{
P1=0x00;
for(i=10;i>0;i--)
for(j=248;j>0;j--);
if(P3_2==0)
{
obuf1=0;
obuf2=0;
obuf3=0;
flagb=0;
stopb=0;
TR0=1; //启动定时器T0，发出“叮咚”声
while(stopb==0);
P1=0xff;
}
}
}
}

void t0(void) interrupt 1 using 0
{
obuf3++;
if(obuf3==2000)
{
obuf3=0;
if(flagb==0)
{
flagb=~flagb;
}
else
{
stopb=1;
TR0=0;
}
}
if(flagb==0)
{
obuf2++;
if(obuf2==3)
{
obuf2=0;
P3_7=~P3_7;
}
}
else
{
obuf1++;
if(obuf1==4)
{
obuf1=0;
P3_7=~P3_7;
}
}
}

单片机驱动蜂鸣器原理的程序编写

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