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： '

　　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：

　　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”