基于EasyARN2103的DIY方案二交流蜂鳴器音樂播放設(shè)計

1、基于EasyARN2103的DIY方案二：交流蜂鳴器音樂播放設(shè)計1.1 蜂鳴器簡介蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流或者交流供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復(fù)印機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。蜂鳴器的外觀如下圖所示。 圖1.1 蜂鳴器根據(jù)發(fā)聲材料、結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式的不同，蜂鳴器可以分為壓電式、電磁式等，如表1.1所示。表1.1 根據(jù)材料和結(jié)構(gòu)分類表1.2 根據(jù)驅(qū)動方式分類1.1.1 驅(qū)動電路分析與參數(shù)計算根據(jù)上述的幾個蜂鳴器驅(qū)動電路分析發(fā)現(xiàn)，蜂鳴器驅(qū)動電路無一例

2、外都包含以下幾個部分：一個三極管、一個蜂鳴器、一個續(xù)流二極管和一個電源濾波電容。驅(qū)動電路如圖1.2所示。圖1.2 蜂鳴器驅(qū)動電路蜂鳴器驅(qū)動電路分析如下：1蜂鳴器發(fā)聲元件，在其兩端施加直流電壓（有源蜂鳴器）或者方波（無源蜂鳴器）就可以發(fā)聲，其主要參數(shù)是外形尺寸、發(fā)聲方向、工作電壓、工作頻率、工作電流、驅(qū)動方式（直流/方波）等。這些都可以根據(jù)需要來選擇。2續(xù)流二極管蜂鳴器本質(zhì)上是一個感性元件，其電流不能瞬變，因此必須有一個續(xù)流二極管提供續(xù)流。否則，在蜂鳴器兩端會產(chǎn)生幾十伏的尖峰電壓，可能損壞驅(qū)動三極管，并干擾整個電路系統(tǒng)的其它部分。3濾波電容濾波電容1的作用是濾波，濾除蜂鳴器電流對其它部分的影響，

3、也可改善電源的交流阻抗，如果可能，最好是再并聯(lián)一個220uF的電解電容。4三極管三極管Q1起開關(guān)作用，其基極的高電平使三極管飽和導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲；而基極低電平則使三極管關(guān)閉，蜂鳴器停止發(fā)聲。1.1.2 驅(qū)動程序設(shè)計1 直流蜂鳴器驅(qū)動程序直流蜂鳴器的驅(qū)動是非常簡單的，只要在其兩端施加額定工作電壓，蜂鳴器就發(fā)聲。以NPN三極管驅(qū)動電路為例，只要在三極管的基極接入高電平，蜂鳴器就能發(fā)聲。例如：蜂鳴器每秒鐘發(fā)聲100mS時，三極管基極的驅(qū)動波形如圖1.3所示。圖1.3 NPN管驅(qū)動直流蜂鳴器2 交流蜂鳴器驅(qū)動程序交流蜂鳴器的驅(qū)動相對復(fù)雜一點，要在蜂鳴器兩端施加額定電壓的方波。蜂鳴器的工作頻率范圍通常

4、是很窄的，這意味著一個蜂鳴器通常只能工作在其額定頻率才會有良好的發(fā)聲效果（包括聲壓和音色等）。有些蜂鳴器的工作頻率范圍是比較寬的，這樣就可以通過調(diào)整驅(qū)動方波的頻率而使蜂鳴器發(fā)出音樂，演奏歌曲。例如：蜂鳴器每秒鐘發(fā)聲100mS時，三極管基極的驅(qū)動波形如下圖所示。圖1.4 驅(qū)動交流蜂鳴器1.2 設(shè)計原理本實例采用LPC2103的定時器1產(chǎn)生PWM脈沖控制8050導(dǎo)通與閉合，使交流蜂鳴器兩端產(chǎn)生方波信號，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲。三個LED分別顯示高、中和低音的狀態(tài)。電路原理如圖1.5所示。圖1.5 原理圖1.3 電路制作1.3.1 元器件選擇本文電路制作中需要用到的元件如表 1.3所列。表 1.3 元件列表

5、1.3.2 焊接按照原理圖連接電路，要注意蜂鳴器、三極管、二極管和LED的管腳極性。硬件電路焊接完成后如圖1.6所示。圖1.6 實物圖整體效果如圖1.7所示。圖1.7 整體實物圖1.4 程序設(shè)計本實例通過LPC2103的定時器1產(chǎn)生PWM脈沖來控制交流蜂鳴器發(fā)聲。根據(jù)不同的音頻，LPC2103產(chǎn)生不同頻率的PWM脈沖，使交流蜂鳴器發(fā)出不同頻率的聲音。并通過三個LED分別顯示高、中和低音的狀態(tài)。以下為部分程序，詳細(xì)程序參見程序源碼。蜂鳴器初始化程序：設(shè)置蜂鳴器控制引腳為GPIO輸出低電平。蜂鳴器不發(fā)聲。見程序清單1.1。程序清單1.1 蜂鳴器初始化程序蜂鳴器指定頻率發(fā)聲程序：根據(jù)指定頻率設(shè)定定時器1的PWM的輸出周期，控制蜂鳴器發(fā)出指定頻率的聲音。見程序清單1.2。程序清單1.2 蜂鳴器指定頻率發(fā)聲程序蜂鳴器停止發(fā)聲程序：復(fù)位定時器1，設(shè)置蜂鳴器控制引腳為GPIO輸出低電平，蜂鳴器停止發(fā)聲。見程序清單1.3。程序清單1.3 蜂鳴器停止發(fā)聲程序LED初始化程序：分別設(shè)置LED1、LED2和LED3的控制引腳為GPIO輸出，并熄滅。見程序清單1.4。程序清單1.4 LED初始化程序點亮指定LED程序：根據(jù)入口參數(shù)點亮指定的LED，見程序清單1.5。程序清單1.5 點亮指定LED程序熄滅指定LED程序：根據(jù)入口參