基于FPGA的蜂鸣器模拟简谱乐曲

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。

蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。

电压式蜂鸣器 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。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。

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。

蜂鸣器按驱动方式分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种类型。

有源蜂鸣器是直流电压驱动的，不需要利用交流信号进行驱动，只需对驱动口输出驱动电平并通过三极管放大驱动电流就能使蜂鸣器发出声音。也就是说只要一通电就叫。如下图中 a) 无源蜂鸣器内部不带震荡源，所以直流信号无法令其鸣叫，必须用 2L~5K 的方波去驱动。

驱动方式有两种：

一种是 PWM 输出口直接驱动，另一种是利用 I/O 定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器进行驱动。如下图中 b)

原理图中的BUZZER就是蜂鸣器，之前在初识单片机里面提到过，驱动蜂鸣器可以用三极管，也可以用ULN2003，ULN2003可以看作是放大驱动电流的反相器。输入端口1、2、3、4、5、6、7 分别对应输出端口16、15、14、13、12、11、10。在蜂鸣器的接口端(9端)给低电平就响。

利用这特性，结合蜂鸣器能发出不同频率的声音，用它来做一个《祝你生日快乐》的音乐发生器。并用LED灯做指示。

这是设计大概框图：

下面是简谱音调值

下面是音调对应的频率设置值

下面是根据频率设置值来设置输出信号

接着是分频模块：

下面是综合后功能图：

再看看里面的各个模块的连接方式：