哈尔滨远东理工学院
单片机接口技术及应用
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分 院： 机电与汽车工程学院 如何自制夹蛋器
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专 业： 电气工程及其自动化
学 号： ******** rta 飞
2019 年 6月 5 日
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，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、电话机、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. 常用蜂鸣器结构原理
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（1.5~15V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。
图1 蜂鸣器内部结构图
2．电磁式蜂鸣器
．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
流(H)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
（１）制备电磁铁m：在长约6厘米的铁螺栓上绕100圈导线，线端留下5厘米作引线，用透明胶布把线圈粘好，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。 （２）制备弹片p：从铁罐头盒上剪下一条宽约２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。 （３）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。
（４）调节m与p之间的距离（通过移动盒子），使电磁铁能吸引弹片，调节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。
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图二：蜂鸣器制作示意工图
由于自激蜂鸣器是直流电压驱动的，不需要利用交流信号进行驱动，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器发出声音，很简
单，这里就不对自激蜂鸣器进行说明了。这里只对必须用1/2duty的方波信号进行驱动的他激蜂鸣器进行说明。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行驱动。
PWM输出口直接驱动是利用PWM输出口本身可以输出一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寄存器是用来设置PWM口的输出的，可以设置占空比、周期等等，通过设置这些寄存器产生符合蜂鸣器要求的频率的波形之后，只要打开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。比如频率为2000Hz的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为500μs，这样只需要把PWM的周期设置为500μs，占空比电平设置为250μs，就能产生一个频率为2000Hz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，必须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。蜂鸣器电流依然相对较大，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 石墨烯供暖设备二极管，这个二极管叫做续流二极管。我们的蜂鸣器是感性器件，当三极管导通 给蜂鸣器供电时，就会有导通电流流过蜂鸣器。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 逐渐加大的，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，从而就避免了关断时由于 电感电流造成的反向冲击。比如为2500Hz的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为400μs，这样只需要驱动蜂鸣器的I/O口每200μs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。
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