蜂鸣器驱动原理与演奏音乐的2种方法

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，而单片机I/O引脚输出的电压较小。单片机输出的TTLK电平基本驱动不了蜂鸣器，因需要增加一个放大电路。这里用三极管作为放大电路。下面是原理图：

我这里的J8端是跟芯片的P1^5端口相连，当P1^5输出高电平时，三极管截止，蜂鸣器不发声，反之，输出低电平时，蜂鸣器发声。

而要驱动蜂鸣器能像唱歌一样的发声，其实只要使蜂鸣器发出频率和持续时间不同的声音即可。周期等于频率的倒数，所以可以通过频率知道这段的时间，所以可以通过调用延时函数或者定时器实现，同样的发声的持续时间也可以通过延时函数实现，所以让蜂鸣器唱歌最关键的就是知道要延长多少时间！

用单片机来演奏音乐，，只要搞清楚两个概念就好了，分别是“音调”和“节拍”。

音调表示一个音符该唱的频率。

节拍表示一个音符该唱多少时间。

这里有两种方法来实现该功能：

（1）查表法

这个方法复杂的地方在于你要找出每个音符相对应的频率(根据音符；频率对照表找)，然后根据公式转换为相应的时间(取半周期)，然后通过延时函数实现。最后编程实现。 

整个流程是这样的：

首先根据生日快乐歌的乐谱将各个音调转换为相应的频率。

比如：左边是生日快乐歌乐谱，右边是音符频率转换表

      
  

这里先来了解一下乐谱的一点知识，左边乐谱数字下面有点说明是低音，没点说明就是普通的，数字上面有点就是高音，而5的低音就是4.5，高音是5.5，其他音符也是相应的道理。

乐谱的左上方有写“1=F”，而一般的乐谱都是C调，就是“1=C”，注意，乐谱里面的1234567(哆啦咪发索拉西多)相对应的不是ABCDEFG而是CDEFGAB！所以这里规定是F调的话，

那么就说明2就要唱G，3要唱A，……7要唱E，所以这里的低音5对应的应该是低音的1.5！！！！就是所谓的要相应的左移或者右移。如果还是不明白的话，看下面：

1原本对应的应该是C，4原本应该对应的是F，对吧？

然后现在1对应的变成F了，就相当于对应了4，对吧？

那么1.5对应的是什么？

4.5咯！

那2对应的是什么？

5呗！

那么好了咯，低音5是4.5，是不是就是等于1.5？所以半周期就是1803µs。

至于为什么是根据半周期算，那是因为单片机是通过循环对蜂鸣器接的端口置位，复位来使发声的，所以就是半周期。因为我用的是无源的蜂鸣器，有源的蜂鸣器就是全周期了。

然后就是按照上述道理，一个个转换，并用延时函数实现，因为每个音符的转换频率都不一样，要么使用多个延时函数一个个实现准确的音调频率，但是这样太烦，而且单片机本身就不是专门

弄来唱歌的。我们不应该为难他们，所以自己将就一下就算了。所以延时函数为了适应每个音调都有差不多的频率，这个就靠自己计算了，而且不同的歌那个值还不一样，所以这就是这个问题

的难点。

接下来的就是那个唱多久的问题，一般的歌曲默认的一个节拍是400ms-500ms。

同样的看乐谱左上方，它有写“3/4”，意思是以四分音符为节拍，每一个小结有三拍。

而在每个数字下面有一条横线，那时间就是那个节拍的时间乘上0.5，有两条就乘上0.25，三条就乘以0.125。。。音乐的基本知识就别为难我了，我是个音乐白痴。。所以我就这么理解了。。

哈哈哈哈哈~

而至于节拍转换为频率，也是有相应的表的，见下：

同样的也是通过延时函数来实现，当然也是会有误差的。

编程思想的话挺简单的，就是先将音符频率和所要唱的时间转换好，放到两个数组里面。然后在主程序里面，通过延时达到相应频率，唱完一遍，停一会，接着唱就好了。

（2）用工具转码并用计时器实现

这个代码明显的来自网络。哈哈。原谅我，这个我就不说明了。哎，还是再说一下步骤吧。。(具体我也不是很懂，不同这个真的很通用，所以还是放到笔记上了。。)

一开始就用MUSICENCODE这个将乐谱转换为相应的代码，然后根据音调和音区生成一个新的频率表。所谓的音区就是降调，平调，升调，这个可以根据转换的代码相应位得知。

再计算歌曲的长度，用while就好，用来设置一首歌唱完之后再来一遍还是执行其他动作。

再取出数组数据的奇数位，那个就是表示音长的。然后根据这个计算一个音调唱多久，并将初值赋给定时器。关于定时器的使用，之后会放出。

一个音调唱多久最好的方法就是设置一个基本时长，因为这个例子中，一个四分节拍大概是400ms-500ms，然后有的是1/4拍（100ms），有的2/4拍（200ms），所以就设置一个

50ms的定时器，调用的时候设置一下参数就好了。这样做的好处就是方便。

接着调用函数让它唱歌就好

比较一下这两个方法的优缺点，第一种方法转码太复杂，不过声音很好，分辨率高。第二种方法通用！不同的歌，你只要用工具转一下码，然后重新用个数组保存这些值，然后再通过

Play（乐曲名,调号,升降八度,演奏速度）这个函数调用就好了，不过用这种方法实现的效果音质不是很理想。其实最主要的是这种方法对音乐知识不理解也没关系，而第一种方法还是

需要一定的知识来获得正确的音调频率和音长。