9.9 單片機(jī)蜂鳴器控制程序和驅(qū)動電路

蜂鳴器從結(jié)構(gòu)區(qū)分分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器。壓電式為壓電陶瓷片發(fā)音，電流比較小一些，電磁式蜂鳴器為線圈通電震動發(fā)音，體積比較小。

按照驅(qū)動方式分為有源蜂鳴器和無源蜂鳴器。這里的有源和無源不是指電源，而是振蕩源。有源蜂鳴器內(nèi)部帶了振蕩源，如圖9-8所示中，給了 BUZZ 引腳一個低電平，蜂鳴器就會直接響。而無源蜂鳴器內(nèi)部是不帶振蕩源的，要讓他響必須給 500 Hz～4.5 KHz 之間的脈沖頻率信號來驅(qū)動它才會響。有源蜂鳴器往往比無源蜂鳴器貴一些，因為里邊多了振蕩電路，驅(qū)動發(fā)音也簡單，靠電平就可以驅(qū)動，而無源蜂鳴器價格比較便宜，此外無源蜂鳴器聲音頻率可以控制，而音階與頻率又有確定的對應(yīng)關(guān)系，因此就可以做出來“do re mi fa sol la si”的效果，可以用它制作出簡單的音樂曲目，比如生日歌、兩只老虎等等。

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圖 9-8 蜂鳴器電路原理圖

我們來看一下圖9-8的電路，蜂鳴器電流依然相對較大，因此需要用三極管驅(qū)動，并且加了一個100歐的電阻作為限流電阻。此外還加了一個 D4 二極管，這個二極管叫做續(xù)流二極管。我們的蜂鳴器是感性器件，當(dāng)三極管導(dǎo)通給蜂鳴器供電時，就會有導(dǎo)通電流流過蜂鳴器。而我們知道，電感的一個特點(diǎn)就是電流不能突變，導(dǎo)通時電流是逐漸加大的，這點(diǎn)沒有問題，但當(dāng)關(guān)斷時，經(jīng)“電源-三極管-蜂鳴器-地”這條回路就截斷了，過不了任何電流了，那么儲存的電流往哪兒去呢，就是經(jīng)過這個 D4 和蜂鳴器自身的環(huán)路來消耗掉了，從而就避免了關(guān)斷時由于電感電流造成的反向沖擊。接續(xù)關(guān)斷時的電流，這就是續(xù)流二極管名稱的由來。

蜂鳴器經(jīng)常用于電腦、打印機(jī)、萬用表這些設(shè)備上做提示音，提示音一般也很簡單，就是簡單發(fā)出個聲音就行，我們用程序簡單做了個 4 KHZ 頻率下的發(fā)聲和 1 KHZ 頻率下的發(fā)聲程序，同學(xué)們可以自己研究下程序，比較下實際效果。

#include <reg52.h>
sbit BUZZ = P1^6; //蜂鳴器控制引腳
unsigned char T0RH = 0; //T0 重載值的高字節(jié)
unsigned char T0RL = 0; //T0 重載值的低字節(jié)
void OpenBuzz(unsigned int frequ);
void StopBuzz();

void main(){
    unsigned int i;
    TMOD = 0x01; //配置 T0 工作在模式1，但先不啟動
    EA = 1;
    while (1){ //使能全局中斷
        OpenBuzz(4000); //以 4 KHz 的頻率啟動蜂鳴器
        for (i=0; i<40000; i++);
        StopBuzz(); //停止蜂鳴器
        for (i=0; i<40000; i++);
        OpenBuzz(1000); //以 1 KHz 的頻率啟動蜂鳴器
        for (i=0; i<40000; i++);
        StopBuzz(); //停止蜂鳴器
        for (i=0; i<40000; i++);
    }
}
/* 蜂鳴器啟動函數(shù)，frequ-工作頻率 */
void OpenBuzz(unsigned int frequ){
    unsigned int reload;//計算所需的定時器重載值
    reload = 65536 - (11059200/12)/(frequ*2); //由給定頻率計算定時器重載值
    T0RH = (unsigned char)(reload >> 8); //16 位重載值分解為高低兩個字節(jié)
    T0RL = (unsigned char)reload;
    TH0 = 0xFF; //設(shè)定一個接近溢出的初值，以使定時器馬上投入工作
    TL0 = 0xFE;
    ET0 = 1; //使能 T0 中斷
    TR0 = 1; //啟動 T0
}
/* 蜂鳴器停止函數(shù) */
void StopBuzz(){
    ET0 = 0; //禁用 T0 中斷
    TR0 = 0; //停止 T0
}
/* T0 中斷服務(wù)函數(shù)，用于控制蜂鳴器發(fā)聲 */
void InterruptTimer0() interrupt 1{
    TH0 = T0RH; //重新加載重載值
    TL0 = T0RL;
    BUZZ = ~BUZZ; //反轉(zhuǎn)蜂鳴器控制電平
}

另外用蜂鳴器來輸出音樂，僅僅是好玩而已，應(yīng)用很少，里邊包含了音階、樂譜的相關(guān)內(nèi)容，程序也有一點(diǎn)復(fù)雜，所以就不詳細(xì)給大家去講解了。僅提供一個可以播放《兩只老虎》的程序，大家可以下載到板子上玩玩，滿足一下好奇心。

#include <reg52.h>
sbit BUZZ = P1^6; //蜂鳴器控制引腳
unsigned int code NoteFrequ[] = { //中音1-7 和高音1-7 對應(yīng)頻率列表
    523, 587, 659, 698, 784, 880, 988, //中音1-7
    1047, 1175, 1319, 1397, 1568, 1760, 1976 //高音1-7
};
unsigned int code NoteReload[] = { //中音1-7 和高音1-7 對應(yīng)的定時器重載值
    65536 - (11059200/12) / (523*2), //中音1
    65536 - (11059200/12) / (587*2), //2
    65536 - (11059200/12) / (659*2), //3
    65536 - (11059200/12) / (698*2), //4
    65536 - (11059200/12) / (784*2), //5
    65536 - (11059200/12) / (880*2), //6
    65536 - (11059200/12) / (988*2), //7
    65536 - (11059200/12) / (1047*2), //高音1
    65536 - (11059200/12) / (1175*2), //2
    65536 - (11059200/12) / (1319*2), //3
    65536 - (11059200/12) / (1397*2), //4
    65536 - (11059200/12) / (1568*2), //5
    65536 - (11059200/12) / (1760*2), //6
    65536 - (11059200/12) / (1976*2), //7
};
bit enable = 1; //蜂鳴器發(fā)聲使能標(biāo)志
bit tmrflag = 0; //定時器中斷完成標(biāo)志
unsigned char T0RH = 0xFF; //T0 重載值的高字節(jié)
unsigned char T0RL = 0x00; //T0 重載值的低字節(jié)
void PlayTwoTiger();

void main(){
    unsigned int i;
    EA = 1; //使能全局中斷
    TMOD = 0x01; //配置 T0 工作在模式1
    TH0 = T0RH;
    TL0 = T0RL;
    ET0 = 1; //使能 T0 中斷
    TR0 = 1; //啟動 T0

    while (1){
        PlayTwoTiger(); //播放樂曲--兩支老虎
        for (i=0; i<40000; i++); //停止一段時間
    }
}
/* 兩支老虎樂曲播放函數(shù) */
void PlayTwoTiger(){
    unsigned char beat; //當(dāng)前節(jié)拍索引
    unsigned char note; //當(dāng)前節(jié)拍對應(yīng)的音符
    unsigned int time = 0; //當(dāng)前節(jié)拍計時
    unsigned int beatTime = 0; //當(dāng)前節(jié)拍總時間
    unsigned int soundTime = 0; //當(dāng)前節(jié)拍需發(fā)聲時間
    //兩只老虎音符表
    unsigned char code TwoTigerNote[] = {
    1,   2,   3, 1,    1,   2,   3, 1,     3, 4, 5,   3, 4, 5,
    5,6, 5,4, 3, 1,    5,6, 5,4, 3, 1,     1, 5, 1,   1, 5, 1,

    };
    //兩只老虎節(jié)拍表，4 表示一拍，1 就是 1/4 拍，8 就是 2 拍
    unsigned char code TwoTigerBeat[] = {
    4,   4,   4, 4,   4,   4,   4, 4,    4, 4, 8,   4, 4, 8,
    3,1, 3,1, 4, 4,   3,1, 3,1, 4, 4,    4, 4, 8,   4, 4, 8,
    };

    //用節(jié)拍索引作為循環(huán)變量
    for (beat=0; beat<sizeof(TwoTigerNote); ){
        while (!tmrflag); //每次定時器中斷完成后，檢測并處理節(jié)拍
        tmrflag = 0;
        if (time == 0){ //當(dāng)前節(jié)拍播完則啟動一個新節(jié)拍
            note = TwoTigerNote[beat] - 1;
            T0RH = NoteReload[note] >> 8;
            T0RL = NoteReload[note];
            //計算節(jié)拍總時間，右移2位相當(dāng)于除4，移位代替除法可以加快執(zhí)行速度
            beatTime = (TwoTigerBeat[beat] * NoteFrequ[note]) >> 2;
            //計算發(fā)聲時間，為總時間的 0.75，移位原理同上
            soundTime = beatTime - (beatTime >> 2);
            enable = 1; //指示蜂鳴器開始發(fā)聲
            time++;
        }else{ //當(dāng)前節(jié)拍未播完則處理當(dāng)前節(jié)拍
            //當(dāng)前持續(xù)時間到達(dá)節(jié)拍總時間時歸零，
            //并遞增節(jié)拍索引，以準(zhǔn)備啟動新節(jié)拍
            if (time >= beatTime){
                time = 0;
                beat++;
            }else{ //當(dāng)前持續(xù)時間未達(dá)到總時間時，
                time++; //累加時間計數(shù)
                //到達(dá)發(fā)聲時間后，指示關(guān)閉蜂鳴器，
                //插入 0.25*總時間的靜音間隔，
                if (time == soundTime){
                    enable = 0; //用以區(qū)分連續(xù)的兩個節(jié)拍
                }
            }
        }
    }
}
/* T0 中斷服務(wù)函數(shù)，用于控制蜂鳴器發(fā)聲 */
void InterruptTimer0() interrupt 1{
    TH0 = T0RH; //重新加載重載值
    TL0 = T0RL;
    tmrflag = 1;
    if (enable){ //使能時反轉(zhuǎn)蜂鳴器控制電平
        BUZZ = ~BUZZ;
    }else{ //未使能時關(guān)閉蜂鳴器
        BUZZ = 1;
    }
}