电磁式蜂鸣器驱动原理与简单蜂鸣器编程及电路设计案例

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：

图 1

电磁式蜂鸣器结构示意图：

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

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;

}

}

}