基于单片机的蜂鸣器设计

概述

上一章我们讲解了通过I/O口来控制LED小灯的实验，本章通过讲解蜂鸣器实验来进一步加深对I/O口的使用。本章通过单片的一个I/O口以及蜂鸣器电路实现对蜂鸣器的控制。主要内容包括：

1. 蜂鸣器原理简介
2. 蜂鸣器实验硬件电路的设计
3. 蜂鸣器实验软件代码的设计
4. 下载验证

蜂鸣器介绍

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。RY-51单片机开发板板载的蜂鸣器是电磁式的有源蜂鸣器。

这里的有源不是指电源的“源”，而是指有没有自带震荡电路，有源蜂鸣器自带了震荡电路，一通电就会发声；无源蜂鸣器则没有自带震荡电路，必须外部提供 2~5Khz 左右的方波驱动，才能发声。一般而言，驱动蜂鸣器需要较大的电流，单片机的I/O口不适合直接驱动，我们通过三极管电路来驱动蜂鸣器。

三极管根据材料不同分为两种，一种为PNP型三极管，另一种为NPN型三级管。如下图所示。

作为模拟电路的基本元器件，三极管的放大特性经常被使用。在数字电路中三极管的开关特性用到的尤其多。三极管包含三个管脚，分别为基级b（base）,发射机e(emitter),集电极c(collector)。对于PNP型的三极管而言，当e级电压大于b级电压0.7V时，e级，c级导通，否则开路。因此，可以通过控制e,b两端的电压实现对e，c两端通断的控制，这就是三极管的开关特性。同理，对于PNP型的三极管而言，当b级电压大于e级电压0.7V时，e级，c级导通，否则开路。

硬件设计

蜂鸣器硬件电路设计原理图图下图所示:

图中B1为蜂鸣器，正极B接到系统5V电源VCC，NPN型三极管e级接B1的负极A管脚，c级接地。B级通过电阻R16连接到单片机的P2.4管脚，如图所示。当P2.4管脚输出为低电平0时，三极管b电平为0V，e电平为5V，e,b电平之差大于0.7V，因此e,c两端导通，蜂鸣器打开发出报警声。当P2.4管脚输出为高电平时，三极管b电平为5V，e电平为5V，e,b电平之差小于0.7V，因此e,c两端断开，因此蜂鸣器关闭。

软件设计

程序设计的功能为让蜂鸣器发出滴滴的声音，详细代码如下图所示：

#include< reg52.h >
sbit FM = P2^4;//蜂鸣器管脚位定义

int i;
void main()
{
	while(1)
	{
		FM = 0;//打开蜂鸣器响
		for(i=0;i< 5000;i++);//延时一段时间
	
		FM = 1;//关闭蜂鸣器
		for(i=0;i< 5000;i++);//延时一段时间
	}
}

如上代码所示，首先打开蜂鸣器，延迟一段时间，关闭蜂鸣器，再延迟一段时间，让程序在while循环中一直进行，使蜂鸣器发出“滴滴”的响声。

下载验证

程序编译好后，将代码下载到开发板单片机中，观察现象，蜂鸣器是否和我们预期的一样发出“滴滴”的报警声。