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    江蘇誠力電子有限公司邀您參加2022年(第25屆)中國國際燃氣、供熱技術與設備展覽會
    博燃網● 2022-10-28

    江蘇誠力電子有限公司

    邀您參加2022年(第25屆)

    中國國際燃氣、供熱技術與設備展覽會

     

    蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器,采用直流電壓供電,廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產品中作發聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母"H"或"HA"(舊標準用"FM"、"ZZG"、"LB"、"JD"等)表示

    結構原理

    蜂鳴器

    1.壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發光二極管。

    多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成。當接通電源后(1.5~15V直流工作電壓),多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號,阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發聲。

    蜂鳴器

    壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極,經極化和老化處理后,再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。

    2.電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。

    接通電源后,振蕩器產生的音頻信號電流通過電磁線圈,使電磁線圈產生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動發聲。

    制作工藝

    (1)制蜂鳴器備電磁鐵M:在長約6厘米的鐵螺栓上繞100圈導線,線端留下5厘米作引線,用透明膠布把線圈粘好,以免線圈松開,再用膠布把它粘在一個盒子上,電磁鐵就做好了。

    (2)制備彈片P:從鐵罐頭盒上剪下一條寬約2厘米的長鐵片,彎成直角,把電磁鐵的一條引線接在彈片上,再用膠布把彈片緊貼在木板上。

    (3)用曲別針做觸頭Q,用書把曲別針墊高,用膠布粘牢,引出一條導線,如圖連接好電路。

    (4)調節M與P之間的距離(通過移動盒子),使電磁鐵能吸引彈片,調節觸點與彈片之間的距離,使它們能恰好接觸,通電后就可以聽到蜂鳴聲。

    分類

    蜂鳴器

    教你區分有源蜂鳴器和無源蜂鳴器

    有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的外觀如圖a、b所示。

    有源蜂鳴器和無源蜂鳴器

    圖:有源和無源蜂鳴器的外觀

    a)有源 b)無源

    從圖a、b外觀上看,兩種蜂鳴器好像一樣,但仔細看,兩者的高度略有區別,有源蜂鳴器a,高度為9mm,而無源蜂鳴器b的高度為8mm。如將兩種蜂鳴器的引腳都朝上放置時,可以看出有綠色電路板的一種是無源蜂鳴器,沒有電路板而用黑膠封閉的一種是有源蜂鳴器。

    迸一步判斷有源蜂鳴器和無源蜂鳴器,還可以用萬用表電阻檔Rxl檔測試:用黑表筆接蜂鳴器 "-"引腳,紅表筆在另一引腳上來回碰觸,如果觸發出咔、咔聲的且電阻只有8Ω(或16Ω)的是無源蜂鳴器;如果能發出持續聲音的,且電阻在幾百歐以上的,是有源蜂鳴器。

    有源蜂鳴器直接接上額定電源(新的蜂鳴器在標簽上都有注明)就可連續發聲;而無源蜂鳴器則和電磁揚聲器一樣,需要接在音頻輸出電路中才能發聲。

    有源蜂鳴器與無源蜂鳴器的區別:

    注意:這里的"源"不是指電源,而是指震蕩源。

    也就是說,有源蜂鳴器內部帶震蕩源,所以只要一通電就會叫;

    而無源內部不帶震蕩源,所以如果用直流信號無法令其鳴叫。必須用2K-5K的方波去驅動它

    有源蜂鳴器往往比無源的貴,就是因為里面多個震蕩電路。

    無源蜂鳴器的優點是:

    1. 便宜

    2. 聲音頻率可控,可以做出"多來米發索拉西"的效果

    3. 在一些特例中,可以和LED復用一個控制口

    有源蜂鳴器的優點是:程序控制方便。

    電路原理圖

    蜂鳴器

    如圖1-3 所示,使用SH69P43 為控制芯片,使用4MHz 晶振作為主振蕩器。

    PORTC.3/T0 作為I/O 口通過三極管Q2 來驅動蜂鳴器LS1,而PORTC.2/PWM0 則作為PWM 輸出口通過三極管Q1 來驅動蜂鳴器LS2。另外在PORTA.3 和PORTA.2 分別接了兩個按鍵,一個是PWM 按鍵,是用來控制PWM 輸出口驅動蜂鳴器使用的;另一個是PORT 按鍵,是用來控制I/O 口驅動蜂鳴器使用的。連接按鍵的I/O 口開內部上拉電阻。

    軟件設計方法

    先分析一下蜂鳴器。所使用的蜂鳴器的工作頻率是2000Hz,也就是說蜂鳴器的驅動信號波形周期是500μs,由于是1/2duty 的信號,所以一個周期內的高電平和低電平的時間寬度都為250μs。軟件設計上,我們將根據兩種驅動方式來進行說明。

    a) PWM 輸出口直接驅動蜂鳴器方式

    由于PWM 只控制固定頻率的蜂鳴器,所以可以在程序的系統初始化時就對PWM 的輸出波形進行設置。

    首先根據SH69P43 的PWM 輸出的周期寬度是10 位數據來選擇PWM 時鐘。系統使用4MHz 的晶振作為主振蕩器,一個tosc 的時間就是0.25μs,若是將PWM 的時鐘設置為tosc 的話, 則蜂鳴器要求的波形周期500μs 的計數值為500μs/0.25μs=(2000)10=(7D0)16,7D0H 為11 位的數據,而SH69P43 的PWM

    輸出周期寬度只是10 位數據,所以選擇PWM 的時鐘為tosc 是不能實現蜂鳴器所要的驅動波形的。

    這里我們將PWM 的時鐘設置為4tosc,這樣一個PWM 的時鐘周期就是1μs 了,由此可以算出500μs 對應的計數值為500μs/1μs=(500)10=(1F4)16,即分別在周期寄存器的高2 位、中4 位和低4 位三個寄存器中填入1、F 和4,就完成了對輸出周期的設置。再來設置占空比寄存器,在PWM 輸出中占空比的實現是

    通過設定一個周期內電平的寬度來實現的。當輸出模式選擇為普通模式時,占空比寄存器是用來設置高電平的寬度。250μs 的寬度計數值為250μs/1μs=(250)10=(0FA)16。只需要在占空比寄存器的高2 位、中4 位和低4 位中分別填入0、F 和A 就可以完成對占空比的設置了,設置占空比為1/2duty。

    以后只需要打開PWM 輸出,PWM 輸出口自然就能輸出頻率為2000Hz、占空比為1/2duty 的方波。

    b) I/O 口定時翻轉電平驅動蜂鳴器方式

    使用I/O 口定時翻轉電平驅動蜂鳴器方式的設置比較簡單,只需要對波形分析一下。由于驅動的信號剛好為周期500μs,占空比為1/2duty 的方波,只需要每250μs 進行一次電平翻轉,就可以得到驅動蜂鳴器的方波信號。在程序上,可以使用TIMER0 來定時,將TIMER0 的預分頻設置為/1,選擇TIMER0 的始終為系統時鐘(主振蕩器時鐘/4),在TIMER0 的載入/計數寄存器的高4 位和低4 位分別寫入00H 和06H,就能將TIMER0 的中斷設置為250μs。當需要I/O 口驅動的蜂鳴器鳴叫時,只需要在進入TIMER0 中斷的時候對該I/O 口的電平進行翻轉一次,直到蜂鳴器不需要鳴叫的時候,將I/O 口的電平設置為低電平即可。不鳴叫時將I/O 口的輸出電平設置為低電平是為了防止漏電。

     

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