单片机蜂鸣器有关总结报告.docx
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1、得分评卷教师哈尔滨远东理工学院单片机接口技术及应用名:分院:机电与汽车工程学院专业:电气工程及其自动化学号:2023 年 6 月 5 日蜂鸣器的原理及其应用蜂鸣器是一种一体化构造的电子讯响器,承受直流电压供电,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、 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。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”旧标准用“FM”、“ZZG”、“LB”、“JD”等表示。一. 常用蜂鸣器构造原理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
2、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1.515V 直流工作电压,多谐振荡器起振,输出1.52.5kHZ 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. 电磁式蜂鸣器图 1 蜂鸣器内部构造图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。1二制作/蜂鸣器制备电磁铁m:在长约 6 厘米的铁螺栓上绕 100 圈
3、导线,线端留下 5 厘米作引线,用透亮胶布把线圈粘好,以免线圈松开,再用胶布把它粘在一个盒子上, 电磁铁就做好了。制备弹片p:从铁罐头盒上剪下一条宽约厘米的长铁片,弯成直角,把电磁铁的一条引线接在弹片上,再用胶布把弹片紧贴在木板上。用曲别针做触头q,用书把曲别针垫高,用胶布粘牢,引出一条导线,如图连接好电路。调整 m 与 p 之间的距离通过移动盒子,使电磁铁能吸引弹片,调整触点与弹片之间的距离,使它们能恰好接触,通电后就可以听到蜂鸣声。图二:蜂鸣器制作示意工图三驱动方式/蜂鸣器由于自激蜂鸣器是直流电压驱动的,不需要利用沟通信号进展驱动,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
4、器发出声音,很简洁,这里就不对自激蜂鸣器进展说明白。这里只对必需用1/2duty 的方波信号进展驱动的他激蜂鸣器进展说明。单片机驱动他激蜂鸣器的方式有两种: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展驱动。PWM 输出口直接驱动是利用PWM 输出口本身可以输出肯定的方波来直接驱动蜂鸣器。在单片机的软件设置中有几个系统存放器是用来设置 PWM 口的输出的, 可以设置占空比、周期等等,通过设置这些存放器产生符合蜂鸣器要求的频率的波形之后,只要翻开PWM 输出,PWM 输出口就能输出该频率的方波,这个时候利用这个波形就可以驱动蜂鸣器了。比方频率为 2023
5、Hz 的蜂鸣器的驱动,可以知道周期为 500s,这样只需要把 PWM 的周期设置为 500s,占空比电平设置为250s,就能产生一个频率为 2023Hz 的方波,通过这个方波再利用三极管就可以去驱动这个蜂鸣器了。而利用 I/O 定时翻转电平来产生驱动波形的方式会比较麻烦一点,必需利用定时器来做定时,通过定时翻转电平产生符合蜂鸣器要求的频率的波形,这个波形就可以用来驱动蜂鸣器了。蜂鸣器电流照旧相对较大,因此需要用三极管驱动, 并且加了一个 100 欧的电阻作为 限流电阻。此外还加了一个 D4 二极管,这个二极管叫做续流二极管。我们的蜂鸣器是感件,当三极管导通 给蜂鸣器供电时,就会有导通电流流过蜂
6、鸣器。而我们知道,电感的一个特点就是电流不能突变,导通时电流是 渐渐加大的,这点没有问题,但当关断时,经“电源-三极管-蜂鸣器-地”这条回路就截断了,过不了任何电流 了,那么储存的电流往哪儿去呢,就是经过这个 D4 和蜂鸣器自身的环路来消耗掉了,从而就避开了关断时由于 电感电流造成的反向冲击。比方为 2500Hz 的蜂鸣器的驱动,可以知道周期为 400s,这样只需要驱动蜂鸣器的 I/O 口每 200s 翻转一次电平就可以产生一个频率为 2500Hz,占空比为 1/2dut 的方波,再通过三极管放大就可以驱动这个蜂鸣器了。四电路原理图图三:驱动电路图使用 SH69P43 为掌握芯片,使用 4MH
7、z 晶振作为主振荡器。PORTC.3/T0 作为 I/O 口通过三极管 Q2 来驱动蜂鸣器 LS1,而 PORTC.2/PWM0 则作为 PWM 输出口通过三极管 Q1 来驱动蜂鸣器 LS2。另外在 PORTA.3 和 PORTA.2 分别接了两个按键,一个是 PWM 按键,是用来掌握 PWM 输出口驱动蜂鸣器使用的; 另一个是 PORT 按键,是用来掌握 I/O 口驱动蜂鸣器使用的。连接按键的 I/O 口开内部上拉电阻。软件设计方法先分析一下蜂鸣器。所使用的蜂鸣器的工作频率是 2023Hz,也就是说蜂鸣器的驱动信号波形周期是 500s,由于是 1/2duty 的信号,所以一个周期内的高电平和
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