硬件模块---蜂鸣器原理与实现方法

      嵌入式中常见的蜂鸣器是电子制作过程中，常用的一个元器件。

第一：蜂鸣器的基本介绍

1、蜂鸣器的作用：蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电源供电，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。
 

2、蜂鸣器分类：主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。

3、蜂鸣器的电路图形符号：蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。

第二：蜂鸣器的原理与结构
 

1、压电式蜂鸣器：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。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
　  多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5V-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。
　  压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
2、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。 

第三：有源蜂鸣器和无源蜂鸣器区别

     大家要了解有源和无源这里的“源”不是指电源，而是指震荡源。也就是说，有源蜂鸣器内部带震荡源，所以只要一通电就会叫。而无源内部不带震荡源，所以如果用直流信号无法令其鸣叫。必须用2K~5K的方波去驱动它。有源蜂鸣器往往比无源的贵，就是因为里面多个震荡电路。这就是通过驱动原理来分别的方法。

万用表测电阻区别

       用万用表电阻档Rxl档测试:用黑表笔接蜂鸣器 "+"引脚，红表笔在另一引脚上来回碰触，如果触发出咔、咔声的且电阻只有8Ω(或16Ω)的是无源蜂鸣器;如果能发出持续声音的，且电阻在几百欧以上的，是有源蜂鸣器。同时有源蜂鸣器直接接上额定电源(新的蜂鸣器在标签上都有注明)就可连续发声;而无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样，需要接在音频输出电路中才能发声

 

无源蜂鸣器的优点：

    1、便宜；

    2、声音频率可控，可以做出“多来米发索拉西”的效果；

    3、在一些特例中，可以和LED复用一个控制口；

 有源蜂鸣器 的优点：程序控制方便；

第四：蜂鸣器经典电路应用
 

注意：该电路可以和单片机的IO相连接。

电路工作过程：

蜂鸣器分无源和有源两种，从电路上来看，这两种蜂鸣器在这都可以工作，区别是单片机程序不一样。

当节点Beep为高电平时，三极管Q1截止，蜂鸣器无电流，不响。

当节点Beep为低电平时，三极管Q1导通，蜂鸣器有电流，会响。

所以在Beep节点输入PWM脉冲时，蜂鸣器就会发出响声。工作过程很简单，再看看每个元件的作用：

电阻R3为上拉电阻，目的为了在Beep节点悬空时，三极管Q1的基极有一个稳定的高电平。

电阻R4为三极管Q1的基极电阻，限制基极电流。

电容C1为旁路电容，对刺耳的高频信号能起到旁路作用。

三极管Q1起开关管的作用，控制蜂鸣器。

电阻R1,R2是蜂鸣器的限流电阻，这是很常见的一种安装方法，主要起到两个作用：

一是这两个电阻并联一起，可以分流，使每个电阻上的的热量不会超过它的额定功耗，保证电阻寿命；

二是方便调试。在一个电阻功率都能满足的情况下，如果要增加蜂鸣器响度，只需再并联一个电阻就行，而不需要重新拆下原来的电阻，调试方便。同时在选取不到合适电阻时，也可以用并联方式来解决。

总结：蜂鸣器是常用的器件，掌握其中的原理，方能走的更远。