基于easyarn2103的diy方案二：交流蜂鳴器音樂播放設(shè)計(jì)

1、基于easyarn2103的diy方案二：交流蜂鳴器音樂播放設(shè)計(jì)1.1蜂鳴器簡(jiǎn)介蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，釆用直流或者交流供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打卬 機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電了玩具、汽車電了設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器在電路屮用字母或“ha”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“冊(cè)”、“l(fā)b”、“jd”等）表示。蜂鳴器的外觀 如下圖所示。圖11蜂鳴器根據(jù)發(fā)聲材料、結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)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11根據(jù)材料和結(jié)構(gòu)分類分發(fā)特點(diǎn)壓電式由多諧振落骼、壓電蛭鳴片、陰抗匹配器及共鳴箱、外殼等爼成.具育工作電壓忌、可以大 型化（大的直徑）、聲音分貝鬲尊特點(diǎn).電

2、或式由抵落器.電礒述舐 建怏、毎動(dòng)股片及外殼等組成.且有工住電壓較低、工藝簡(jiǎn)星等特點(diǎn)， 不能做郅艮大的立徑和分貝.h1 妨嗚器表1.2根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式分類分類特點(diǎn)有遊轡鳴岡文稱為直謊好鳴骼，其內(nèi)部已經(jīng)包含了一個(gè)爹諧娠落盟，只要正兩誦砂0頷定直 流電圧即可發(fā)聲。具有弓動(dòng)、輕需胸單的特點(diǎn)，但價(jià)格略?shī)Y。無(wú)源無(wú)遞簽店器又稱為交頁(yè)簽唱器.內(nèi)部投有扳豳，壽要在苴兩胡極加特定頻率的方波電展注 意并不是交說(shuō)，即沒有負(fù)檢性電壓）才皚發(fā)左.且育可旅、成本低.發(fā)左頻率可說(shuō)整等特貞.1.1.1驅(qū)動(dòng)電路分析與參數(shù)計(jì)算根據(jù)上述的兒個(gè)蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路分析發(fā)現(xiàn)，蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路無(wú)一例外都包含以卞兒個(gè)部分:驅(qū)動(dòng)電路如圖1.2所示。-個(gè)

3、三極管、一個(gè)蜂鳴器、一個(gè)續(xù)流二極管和一個(gè)電源濾波電容。圖1.2蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路分析如下：1. 蜂鳴器發(fā)聲元件，在其兩端施加肓流電壓（有源蜂鳴器）或者方波（無(wú)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、騾動(dòng)方式（直流/方波） 等。這些都可以根據(jù)需要來(lái)選擇。2. 續(xù)流二極管蜂鳴器本質(zhì)上是一個(gè)感性元件，其電流不能瞬變，因此必須有一個(gè)續(xù)流二極管捉供續(xù)流。否 則，在蜂鳴器兩端會(huì)產(chǎn)生幾卜伏的尖峰電壓，可能損壞驅(qū)動(dòng)三極管，并干擾整個(gè)電路系統(tǒng)的 具它部分。3. 濾波電容濾波電容c 1的作用是濾波，濾除蜂鳴器電流對(duì)其它部分的影響，也可改善電源的交流阻抗, 如

4、果口j能，最好是再并聯(lián)一個(gè)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(dòng)程序設(shè)計(jì)1. 直流蜂鳴器驅(qū)動(dòng)程序肓流蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)是非常簡(jiǎn)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(dòng)電路為例，只要在三極管的基極接入髙電平，蜂鳴器就能發(fā)聲。例如：蜂鳴器每 秒鐘發(fā)聲100ms時(shí)，三極管基極的驅(qū)動(dòng)波形如圖1.3所示。0.7vov900ms100ms圖1.3 npn管驅(qū)動(dòng)直流蜂鳴器2. 交流蜂鳴器驅(qū)動(dòng)程序交流蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)相對(duì)復(fù)雜一點(diǎn)，要在蜂鳴器兩端施加額定電壓的方波。蜂鳴

5、器的工作頻率 范圍通常是很窄的，這意味著一個(gè)蜂鳴器通常只能工作在其額定頻率才會(huì)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(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng) 方波的頻率而使蜂鳴器發(fā)出咅樂，演奏歌曲。例如：蜂鳴器每秒鐘發(fā)聲looms時(shí)，三極管 基極的驅(qū)動(dòng)波形如下圖所示。0.7vov n n n i【soomstlfltlj ! nh iqoms .h ,ooms .圖1.4驅(qū)動(dòng)交流蜂鳴器1.2設(shè)計(jì)原理本實(shí)例采用lpc21o3的定時(shí)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)牛方波信號(hào)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。三個(gè)led分別顯示高、中和低音的狀態(tài)。電路原理如圖1.5所示

6、。8 headerr1?kq1圖1.5原理圖1.3電路制作1.3.1元器件選擇l3所列。本文電路制作中需要用到的元件如衣表1.3元件列表器件名稱交流蜂鳴器apr.1.0.g.-p31只三極管80501只二極管1n414s1只led紅、黃、綠各1只電阻470歐3只1k歐1只10k歐1只75 k1只單排插針若干多功能板1塊杜邦線7根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所不。圖1.6實(shí)物圖整體效果如圖1.7所示。圖1.7整體實(shí)物圖1.4程序設(shè)計(jì)本實(shí)例通過(guò)lpc2103的定時(shí)器1產(chǎn)生pwm脈沖來(lái)控制交流蜂鳴器發(fā)聲。根據(jù)不同的音頻

7、，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(guò)三個(gè)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。見程序清單程序消單1.1蜂鳴器初始化程序功能:堆鳴88初対化型數(shù)：無(wú)返回：無(wú)void buzzcilrut(vojd)buzzepgpio(),buzzer.outo,buzzefclpo,戶buzzer控制引祈為gpio*/戶buzzer控制引鮮為輸出口*/戶buzzer控制引屛為低電平*/蜂鳴器指定頻率發(fā)聲程序：根據(jù)指定頻率設(shè)定定吋器1的pwm的輸出周期，控制蜂鳴

8、器發(fā)岀指定頻率的聲音。見程序清單12。程序消單1.2蜂鳴器指定頻率發(fā)聲程序嚴(yán)*冰*x冷水冷* "木冷水冷;水冷水*«*«冷水冷水水岑祝儀冷冷;冷車?yán)?冷水冷冷；冷 功能：妊鳴組發(fā)岀指定頻率的聲音參數(shù)：usfreq是發(fā)聲頻率,取值係統(tǒng)時(shí)鐘536>+1 20000,單位：hz遞回：無(wú)void buzzeisouwxunsigned short usfreq)if (usfreq <= thesysctock / 65536) | (usfreq > 20000) buzzeioflf),buzzer為pwm輸岀 else bu2zer.pwm0,*定

9、時(shí)冊(cè)1pwm相關(guān)設(shè)置/t1tcr -0102;t1pr =0;pwmlcon = oxoc>t1mcrt1mr0t1mr2t1tcr) 0x02,=thesysclock j usfreq;存(thesyschck / usfreq) 12,= 0x01,定時(shí)88 1復(fù)位 不設(shè)時(shí)鐘分頻 便能pwm輻出設(shè)置t1mrj0匹配后復(fù)位t1tc設(shè)置pwm輔岀的周朋*/設(shè)置pwm1.2縮出占空比為50x */啟動(dòng)定時(shí)器1*/蜂鳴器停止發(fā)聲程序：復(fù)位定時(shí)器1,設(shè)置蜂鳴器控制引腳為gp1o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)聲程序不"冷v將事冷*冷冷冷鄧泰冷

10、冰<«村 導(dǎo)冷冷冷冷冷* 冷v 冷*冷冰岑木舉孚冷*導(dǎo)冷冷冷不冷*冷鄧功能：蜂鳴船停止發(fā)茹參數(shù)：無(wú)題回:無(wú)void bixzzerofflvoid)t1tcr =0x02,buzzer j3pio0,buzzer.outo；buzzer_cu<ar定時(shí)器1復(fù)位f戶buzzer拄制引腳為gpiox理buzzer控制弓闊為磺岀口/戶buzzer控制弓i脾為低電平*/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1.4o程序淸單1.4 led初始化程用：初贈(zèng)化指定的led:dled呈led名稱取值下列值之一戒若它frz間的“或

11、運(yùn)算"爼合形式:無(wú)led1ljed2led3ledjnit(u»xgned long ulled) if(ulled&ledl)led1.gpio0;led1.out0,led-ofkledl);嚴(yán)熄滅led1if (ulled &led2) led2_gp】o()； led2_out()t led_ofkled2);if (ulled & led3) led3_gpio(); led3_out(), led.ofkled3);戶妲滅led3點(diǎn)亮指定led程序：根據(jù)入口參數(shù)點(diǎn)亮指定的led,見程序清單1.5。程序淸單1.5點(diǎn)亮指定led程序:點(diǎn)鎖定的

12、led:ulled是l£d名稱，職值下列值之一或者它們z閆的“戰(zhàn)運(yùn)算”組合形式:無(wú)lejd_on(unsigned long ulled)嚴(yán)憨led1戶點(diǎn)梵led2if(ulled&ledl)led1 clrq;if(ulled & l£d2) led2.clro,if(ulled & led3) ued3.clro;熄滅指定led程序：根據(jù)入口參數(shù)熄滅指定的ledo見程序清單1.6。程序淸單16熄滅指圧led程序嚴(yán)桿林林基林拿和林林林和件專*林*冷水*林»杓車*«審林*«叩林*壯*尊林以林拿林林林車+冷*專林 拿冷功能:熄滅摳定的led參數(shù)：ulled是led名稱，取值下列（fiz乖者它們zl司的“戒運(yùn)總”組合形式延回：無(wú)冷*冷水"儀林拿沖*«片水水林拿冷冷*導(dǎo)林拿沖*"杖冷冷林尊林拿"*«*+*拿彳林車林拿沖*町林 林*+*«/void led_