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注意:需要环保型产品的客户,在订货时需在型号前加“R”
 

蜂鸣器及其原理

(一)蜂鸣器的介绍
1.蜂鸣器的作用  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、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
2.蜂鸣器的分类  蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
3.蜂鸣器的电路图形符号  蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”(旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等)表示。
(二)蜂鸣器的结构原理
1.压电式蜂鸣器  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。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
    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。
    压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极,经极化和老化处理后,再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
2.电磁式蜂鸣器  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。

有源蜂鸣器与无源蜂鸣器有什么区别

这里的“源”不是指电源。而是指震荡源。 也就是说,有源蜂鸣器内部带震荡源,所以只要一通电就会叫。
而无源内部不带震荡源,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。
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 。

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蜂鸣器电路原理图
如图1-3 所示,使用SH69P43 为控制芯片,使用4MHz 晶振作为主振荡器。
PORTC.3/T0 作为I/O 口通过三极管Q2 来驱动蜂鸣器LS1,而PORTC.2/PWM0 则作为PWM 输出口通过三极管Q1 来驱动蜂鸣器LS2。另外在PORTA.3 和PORTA.2 分别接了两个按键,一个是PWM 按键,是用来控制PWM 输出口驱动蜂鸣器使用的;另一个是PORT 按键,是用来控制I/O 口驱动蜂鸣器使用的。连接按键的I/O 口开内部上拉电阻。
软件设计方法
先分析一下蜂鸣器。所使用的蜂鸣器的工作频率是2000Hz,也就是说蜂鸣器的驱动信号波形周期是500μs,由于是1/2duty 的信号,所以一个周期内的高电平和低电平的时间宽度都为250μs。软件设计上,我们将根据两种驱动方式来进行说明。
a) PWM 输出口直接驱动蜂鸣器方式
由于PWM 只控制固定频率的蜂鸣器,所以可以在程序的系统初始化时就对PWM 的输出波形进行设置。
首先根据SH69P43 的PWM 输出的周期宽度是10 位数据来选择PWM 时钟。系统使用4MHz 的晶振作为主振荡器,一个tosc 的时间就是0.25μs,若是将PWM 的时钟设置为tosc 的话, 则蜂鸣器要求的波形周期500μs 的计数值为500μs/0.25μs=(2000)10=(7D0)16,7D0H 为11 位的数据,而SH69P43 的PWM
输出周期宽度只是10 位数据,所以选择PWM 的时钟为tosc 是不能实现蜂鸣器所要的驱动波形的。
这里我们将PWM 的时钟设置为4tosc,这样一个PWM 的时钟周期就是1μs 了,由此可以算出500μs 对应的计数值为500μs/1μs=(500)10=(1F4)16,即分别在周期寄存器的高2 位、中4 位和低4 位三个寄存器中填入1、F 和4,就完成了对输出周期的设置。再来设置占空比寄存器,在PWM 输出中占空比的实现是
通过设定一个周期内电平的宽度来实现的。当输出模式选择为普通模式时,占空比寄存器是用来设置高电平的宽度。250μs 的宽度计数值为250μs/1μs=(250)10=(0FA)16。只需要在占空比寄存器的高2 位、中4 位和低4 位中分别填入0、F 和A 就可以完成对占空比的设置了,设置占空比为1/2duty。
以后只需要打开PWM 输出,PWM 输出口自然就能输出频率为2000Hz、占空比为1/2duty 的方波。
b) I/O 口定时翻转电平驱动蜂鸣器方式
使用I/O 口定时翻转电平驱动蜂鸣器方式的设置比较简单,只需要对波形分析一下。由于驱动的信号刚好为周期500μs,占空比为1/2duty 的方波,只需要每250μs 进行一次电平翻转,就可以得到驱动蜂鸣器的方波信号。在程序上,可以使用TIMER0 来定时,将TIMER0 的预分频设置为/1,选择TIMER0 的始终为系统时钟(主振荡器时钟/4),在TIMER0 的载入/计数寄存器的高4 位和低4 位分别写入00H 和06H,就能将TIMER0 的中断设置为250μs。当需要I/O 口驱动的蜂鸣器鸣叫时,只需要在进入TIMER0 中断的时候对该I/O 口的电平进行翻转一次,直到蜂鸣器不需要鸣叫的时候,将I/O 口的电平设置为低电平即可。不鸣叫时将I/O 口的输出电平设置为低电平是为了防止漏电。

 
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