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蜂鸣器使用

article 2025/3/3 16:38:38

1、蜂鸣器原理

无源蜂鸣器模块根据输入的不同方波信号（作为震荡源）可以发出不同的声音。驱动电路中三极管电阻一般为1K-4K都行，能够让三极管导通即可。（三极管即带箭头的部分，基极和发射机（PNP）或者集电极（NPN）能够导通，并产生驱动电流，则发射极和集电极即可导通）

芯片驱动蜂鸣器

2、达林顿晶体阵列芯片（每路都是驱动使用的达林顿晶体管，能够增大驱动能力）

通过电路可以看到，当对应的输入脚输入低电平，内部三极管断开，位高阻态。当输入高电平，输出角输出低电平才有驱动能力。com口使用的二极管为继电器续流二极管，防止驱动继电器反向开合有高压脉冲。com口需要接地，为所有的驱动共地，外部的模块应为上拉。

可见，电路中com的按钮为测试按钮，当输入引脚没有输入高电平时，输出引脚为高阻态，当按下lamp按钮时，com会提供低电平，通过测试二极管导通。

输入接TTL电平，2.4~5V=1，0V=0。

3、乐谱知识

从左往右分别是大字组、小子组、小字1组、小子2组。相邻组相差8度。从左往右又低到高。相邻为半音关系（包括黑键）。隔了一个音是全音的关系。简谱1对应小子1组c1，为中央c。升高1组，简谱上面加点。

想表示黑色键，使用升音#和降音b符号，例如#1为中央c，c1的高半音黑键。#e1表示f1。-表示时常。每个数字1拍，-表示之前的音在保持1拍。

一般以4分音符作为基准，为100ms 、200ms、500ms，乐谱上会写。简谱一般4分音符为基准。在简谱里-起到时值延长的作用，而在五线谱里是起到休止的作用。缩短为数字下面划线。一般以2备或者/2为一个。

4、谱子

1=D是调号，表示D调（D调会谈黑键），C调一般全弹白键，4/4是拍哈号，以4分音符为1拍，每小节4拍。附点表示，1· 当前音符延长时常的1/2。两音符见出线连接，表示延音线。两个音之间是按下去不放的。

5、C调（C调包含的音，数字震荡源频率对照）

频率对照：低音1-高音7 表示琴键的c- $b^{2}$

6、ST89C51/52/52RC定时器重装值：使用12MHz（12T）

音符	频率(Hz)	周期(us)	周期/2(us)	取整	重装载值	索引
1	262	3816.794	1908.396947	1908	63628	1
1#	277	3610.108	1805.054152	1805	63731	2
2	294	3401.361	1700.680272	1701	63835	3
2#	311	3215.434	1607.717042	1608	63928	4
3	330	3030.303	1515.151515	1515	64021	5
4	349	2865.33	1432.664756	1433	64103	6
4#	370	2702.703	1351.351351	1351	64185	7
5	392	2551.02	1275.510204	1276	64260	8
5#	415	2409.639	1204.819277	1205	64331	9
6	440	2272.727	1136.363636	1136	64400	10
6#	466	2145.923	1072.961373	1073	64463	11
7	496	2016.129	1008.064516	1008	64528	12
1	523	1912.046	956.0229446	956	64580	13
1#	554	1805.054	902.5270758	903	64633	14
2	587	1703.578	851.7887564	852	64684	15
2#	622	1607.717	803.8585209	804	64732	16
3	659	1517.451	758.7253414	759	64777	17
4	698	1432.665	716.3323782	716	64820	18
4#	740	1351.351	675.6756757	676	64860	19
5	784	1275.51	637.755102	638	64898	20
5#	831	1203.369	601.6847172	602	64934	21
6	880	1136.364	568.1818182	568	64968	22
6#	932	1072.961	536.4806867	536	65000	23
7	988	1012.146	506.0728745	506	65030	24
1	1046	956.0229	478.0114723	478	65058	25
1#	1109	901.7133	450.8566276	451	65085	26
2	1175	851.0638	425.5319149	426	65110	27
2#	1245	803.2129	401.6064257	402	65134	28
3	1318	758.7253	379.3626707	379	65157	29
4	1397	715.8196	357.9098067	358	65178	30
4#	1480	675.6757	337.8378378	338	65198	31
5	1568	637.7551	318.877551	319	65217	32
5#	1661	602.047	301.0234798	301	65235	33
6	1760	568.1818	284.0909091	284	65252	34
6#	1865	536.193	268.0965147	268	65268	35
7	1976	506.0729	253.0364372	253	65283	36

频率确定方式，以低音6即a作为基准频率440。8度插之间频率2倍差，即a1=880，A=220。8度之间有12个键，是以等比数列平分。即6# = $440*2^{\frac{1}{12}}$ 。

7、测试

因为我的51开发板引脚为P2^5和其他的开发板不一样，所以需要根据自己的改一下引脚。

举例：P1^5

7.1、测试蜂鸣器，根据按钮进行显示和响声

main.c

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "Key.h"
#include "Nixie.h"
#include "Buzzer.h"

unsigned char KeyNum;

void main()
{
	Nixie(1,0);//按键初始化清0
	while(1)
	{
		KeyNum=Key();
		if(KeyNum)
		{
			Buzzer_Time(200);
			Nixie(1,KeyNum);//保持
		}
	}
}

Buzzer.c

#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>

//蜂鸣器端口：
sbit Buzzer=P2^5;

/**
  * @brief  蜂鸣器私有延时函数，延时500us
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Buzzer_Delay500us_12()		//@12.000MHz
{
	unsigned char i;

	_nop_();
	i = 247;
	while (--i);
}

void Buzzer_Delay500us_11()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;

	_nop_();
	_nop_();
	i = 6;
	j = 93;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}


/**
  * @brief  蜂鸣器发声
  * @param  ms 发声的时长，范围：0~32767
  * @retval 无
  */
void Buzzer_Time(unsigned int ms)
{
	unsigned int i;
	for(i=0;i<ms*2;i++)
	{
		Buzzer=!Buzzer;
		Buzzer_Delay500us_11();
	}
}

Buzzer.h

#ifndef __BUZZER_H__
#define __BUZZER_H__

void Buzzer_Time(unsigned int ms);

#endif

Nixie.h

#ifndef __NIXIE_H__
#define __NIXIE_H__

void Nixie(unsigned char Location,Number);

#endif

Nixie.c

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"

//数码管段码表
unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};

/**
  * @brief  数码管显示
  * @param  Location 要显示的位置，范围：1~8
  * @param  Number 要显示的数字，范围：段码表索引范围
  * @retval 无
  */
void Nixie(unsigned char Location,Number)
{
	switch(Location)		//位码输出
	{
		case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
		case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
		case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
		case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
		case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
	}
	P0=NixieTable[Number];	//段码输出
//	Delay(1);				//显示一段时间
//	P0=0x00;				//段码清0，消影
}

Key.c

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"

/**
  * @brief  获取独立按键键码
  * @param  无
  * @retval 按下按键的键码，范围：0~4，无按键按下时返回值为0
  */
unsigned char Key()
{
	unsigned char KeyNumber=0;
	
	if(P3_1==0){Delay(20);while(P3_1==0);Delay(20);KeyNumber=1;}
	if(P3_0==0){Delay(20);while(P3_0==0);Delay(20);KeyNumber=2;}
	if(P3_2==0){Delay(20);while(P3_2==0);Delay(20);KeyNumber=3;}
	if(P3_3==0){Delay(20);while(P3_3==0);Delay(20);KeyNumber=4;}
	
	return KeyNumber;
}

Key.h

#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__

unsigned char Key();

#endif

7.2、天空之城音乐

main.c

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "Timer0.h"

//蜂鸣器端口定义
sbit Buzzer=P2^5;

//播放速度，值为四分音符的时长(ms)
#define SPEED	500

//音符与索引对应表，P：休止符，L：低音，M：中音，H：高音，下划线：升半音符号#
#define P	0
#define L1	1
#define L1_	2
#define L2	3
#define L2_	4
#define L3	5
#define L4	6
#define L4_	7
#define L5	8
#define L5_	9
#define L6	10
#define L6_	11
#define L7	12
#define M1	13
#define M1_	14
#define M2	15
#define M2_	16
#define M3	17
#define M4	18
#define M4_	19
#define M5	20
#define M5_	21
#define M6	22
#define M6_	23
#define M7	24
#define H1	25
#define H1_	26
#define H2	27
#define H2_	28
#define H3	29
#define H4	30
#define H4_	31
#define H5	32
#define H5_	33
#define H6	34
#define H6_	35
#define H7	36

//索引与频率对照表
unsigned int FreqTable[]={
	0,
	63628,63731,63835,63928,64021,64103,64185,64260,64331,64400,64463,64528,
	64580,64633,64684,64732,64777,64820,64860,64898,64934,64968,65000,65030,
	65058,65085,65110,65134,65157,65178,65198,65217,65235,65252,65268,65283,
};

//乐谱
unsigned char code Music[]={
	//音符,时值,
	
	//1
	P,	4,
	P,	4,
	P,	4,
	M6,	2,
	M7,	2,
	
	H1,	4+2,
	M7,	2,
	H1,	4,
	H3,	4,
	
	M7,	4+4+4,
	M3,	2,
	M3,	2,
	
	//2
	M6,	4+2,
	M5,	2,
	M6, 4,
	H1,	4,
	
	M5,	4+4+4,
	M3,	4,
	
	M4,	4+2,
	M3,	2,
	M4,	4,
	H1,	4,
	
	//3
	M3,	4+4,
	P,	2,
	H1,	2,
	H1,	2,
	H1,	2,
	
	M7,	4+2,
	M4_,2,
	M4_,4,
	M7,	4,
	
	M7,	8,
	P,	4,
	M6,	2,
	M7,	2,
	
	//4
	H1,	4+2,
	M7,	2,
	H1,	4,
	H3,	4,
	
	M7,	4+4+4,
	M3,	2,
	M3,	2,
	
	M6,	4+2,
	M5,	2,
	M6, 4,
	H1,	4,
	
	//5
	M5,	4+4+4,
	M2,	2,
	M3,	2,
	
	M4,	4,
	H1,	2,
	M7,	2+2,
	H1,	2+4,
	
	H2,	2,
	H2,	2,
	H3,	2,
	H1,	2+4+4,
	
	//6
	H1,	2,
	M7,	2,
	M6,	2,
	M6,	2,
	M7,	4,
	M5_,4,
	
	
	M6,	4+4+4,
	H1,	2,
	H2,	2,
	
	H3,	4+2,
	H2,	2,
	H3,	4,
	H5,	4,
	
	//7
	H2,	4+4+4,
	M5,	2,
	M5,	2,
	
	H1,	4+2,
	M7,	2,
	H1,	4,
	H3,	4,
	
	H3,	4+4+4+4,
	
	//8
	M6,	2,
	M7,	2,
	H1,	4,
	M7,	4,
	H2,	2,
	H2,	2,
	
	H1,	4+2,
	M5,	2+4+4,
	
	H4,	4,
	H3,	4,
	H3,	4,
	H1,	4,
	
	//9
	H3,	4+4+4,
	H3,	4,
	
	H6,	4+4,
	H5,	4,
	H5,	4,
	
	H3,	2,
	H2,	2,
	H1,	4+4,
	P,	2,
	H1,	2,
	
	//10
	H2,	4,
	H1,	2,
	H2,	2,
	H2,	4,
	H5,	4,
	
	H3,	4+4+4,
	H3,	4,
	
	H6,	4+4,
	H5,	4+4,
	
	//11
	H3,	2,
	H2,	2,
	H1,	4+4,
	P,	2,
	H1,	2,
	
	H2,	4,
	H1,	2,
	H2,	2+4,
	M7,	4,
	
	M6,	4+4+4,
	P,	4,
	
	0xFF	//终止标志
};

unsigned char FreqSelect,MusicSelect;

void main()
{
	Timer0Init();
	while(1)
	{
		if(Music[MusicSelect]!=0xFF)	//如果不是停止标志位
		{
			FreqSelect=Music[MusicSelect];	//选择音符对应的频率
			MusicSelect++;
			Delay(SPEED/4*Music[MusicSelect]);	//选择音符对应的时值
			MusicSelect++;
			TR0=0;
			Delay(5);	//音符间短暂停顿
			TR0=1;
		}
		else	//如果是停止标志位
		{
			TR0=0;
			while(1);
		}
	}
}

void Timer0_Routine() interrupt 1
{
	if(FreqTable[FreqSelect])	//如果不是休止符
	{
		/*取对应频率值的重装载值到定时器*/
		TL0 = FreqTable[FreqSelect]%256;		//设置定时初值
		TH0 = FreqTable[FreqSelect]/256;		//设置定时初值
		Buzzer=!Buzzer;	//翻转蜂鸣器IO口
	}
}

Time0.c

#include <REGX52.H>

/**
  * @brief  定时器0初始化，1毫秒@12.000MHz
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Timer0Init(void)
{
	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;		//设置定时器模式
	TL0 = 0x18;		//设置定时初值
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初值
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
	ET0=1;
	EA=1;
	PT0=0;
}

/*定时器中断函数模板
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
	static unsigned int T0Count;
	TL0 = 0x18;		//设置定时初值
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初值
	T0Count++;
	if(T0Count>=1000)
	{
		T0Count=0;
		
	}
}
*/

Time.h

#ifndef __TIMER0_H__
#define __TIMER0_H__

void Timer0Init(void);

#endif

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