| 中文名 | 蜂鳴器 | 外文名 | buzzer |
|---|---|---|---|
| 產(chǎn)品性質(zhì) | 一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器 | 產(chǎn)品用處 | 用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、定時(shí)器 |
| 產(chǎn)品分類 | 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器 | 結(jié)構(gòu)原理 | 電磁線圈和磁鐵周期性地振動(dòng)發(fā)聲 |
| 驅(qū)動(dòng)電路 | 使用三極管來放大電流 | ||
蜂鳴器結(jié)構(gòu)原理
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(fā)光二極管。
多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)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(hào),阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。
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(jīng)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(dòng)膜片及外殼等組成。
接通電源后,振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動(dòng)發(fā)聲。
蜂鳴器制作工藝
電磁式蜂鳴器工藝流程:
磁環(huán)老化(包括時(shí)效老化和高低溫老化)、清磁、鉚插針、插針、加錫、點(diǎn)骨架、繞線、膠磁環(huán)、點(diǎn)焊(貼片式)或膠線路板(插針式)、通斷測(cè)試、點(diǎn)焊處加錫、焊點(diǎn)涂703膠水、清磁、半成品高低溫老化、裝配(裝上膜片,裝入塑殼)、一次測(cè)試(12VDC高16VDC低4.5VDC)、澆環(huán)氧、切腳、測(cè)聽、工裝老化、高溫聲波測(cè)試、三次測(cè)試、印字、外觀檢查、交收檢驗(yàn)、貼封口紙、包裝
壓電式蜂鳴器工藝流程:
壓電片量電容、組容表量、焊壓電片導(dǎo)線、放壓電片、澆壓電片、1600H、膠、蓋蓋板、測(cè)試、澆環(huán)氧、老化、測(cè)聽、印字、外觀檢查、貼封口紙、包裝
蜂鳴器分類
BUZZER蜂鳴器的分類:
1、按其驅(qū)動(dòng)方式的原理分,可分為:有源蜂鳴器(內(nèi)含驅(qū)動(dòng)線路,也叫自激式蜂鳴器)和無源蜂鳴器(外部驅(qū)動(dòng),也叫他激式蜂鳴器);
2、按構(gòu)造方式的不同,可分為:電磁式蜂鳴器和壓電式蜂鳴器;
3、按封裝的不同,可分為:DIP BUZZER(插針蜂鳴器)和SMD BUZZER(貼片式蜂鳴器);
4、按電流的不同,可分為:直流蜂鳴器和交流蜂鳴器,其中,以直流最為常見壓電式蜂鳴器,用的是壓電材料,即當(dāng)受到外力導(dǎo)致壓電材料發(fā)生形變時(shí)壓電材料會(huì)產(chǎn)生電荷。同樣,當(dāng)通電時(shí)壓電材料會(huì)發(fā)生形變。
電磁式蜂鳴器,主要是利用通電導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的特性,用一個(gè)固定的永久磁鐵與通電導(dǎo)體產(chǎn)生磁力推動(dòng)固定在線圈上的鼓膜。
由于兩種蜂鳴器發(fā)音原理不同,壓電式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單耐用但音調(diào)單一,適用于報(bào)警器等設(shè)備。而電磁式由于音質(zhì)好,所以多用于語音、音樂等設(shè)備。
有源蜂鳴器和無源蜂鳴器
教你區(qū)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4中a、b所示。
圖5:有源和無源蜂鳴器的外觀
a)有源 b)無源
從圖4中a、b外觀上看,兩種蜂鳴器好像一樣,但仔細(xì)看,兩者的高度略有區(qū)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(shí),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(cè)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(fā)出咔、咔聲的且電阻只有8Ω(或16Ω)的是無源蜂鳴器;如果能發(fā)出持續(xù)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(biāo)簽上都有注明)就可連續(xù)發(fā)聲;而無源蜂鳴器則和電磁揚(yáng)聲器一樣,需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)聲。
有源蜂鳴器與無源蜂鳴器的區(qū)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(nèi)部帶震蕩源,所以只要一通電就會(huì)叫;
而無源內(nèi)部不帶震蕩源,所以如果用直流信號(hào)無法令其鳴叫。必須用2K-5K的方波去驅(qū)動(dòng)它
有源蜂鳴器往往比無源的貴,就是因?yàn)槔锩娑鄠€(gè)震蕩電路。
無源蜂鳴器的優(yōu)點(diǎn)是:
1. 便宜
2. 聲音頻率可控,可以做出“多來米發(fā)索拉西”的效果
3. 在一些特例中,可以和LED復(fù)用一個(gè)控制口
有源蜂鳴器的優(yōu)點(diǎn)是:程序控制方便。
壓電陶瓷蜂鳴器
概述:
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(jīng)極化和老化處理后,再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。
壓電陶瓷片是一種電子發(fā)音元件,在兩片銅制圓形電極中間放入壓電陶瓷介質(zhì)材料,當(dāng)在兩片電極上面接通交流音頻信號(hào)時(shí),壓電片根據(jù)信號(hào)的大小頻率發(fā)生震動(dòng)而產(chǎn)生相應(yīng)的聲音來。壓電陶瓷片由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低廉,被廣泛的應(yīng)用于電子電器方面如:玩具,發(fā)音電子表,電子儀器,電子鐘表,定時(shí)器等方面。超聲波電機(jī)就是利用相關(guān)的性質(zhì)制成。
工作原理:
電路圖如圖6:
三極管BG1和BG2等組成兩級(jí)直耦式低頻放大電路,在放大器輸入端BG1管的基極與放大器輸出端BG2管的集電極之間接入一塊壓電陶瓷片HTD。在這 里,HTD既是反饋元件(利用極間分布電容),又是發(fā)音元件,從而簡(jiǎn)化了電路。
電阻R1是BG1管的偏置電阻,其阻值大小一方面決定電路工作電流,同時(shí)對(duì)發(fā)音音調(diào)的高低也有很大的影響。R1阻值增大,HTD頻率變低,R1阻值減小,HTD頻率變高。電阻R2是三極管BG2的集電極負(fù)載電阻。電容C1是BG1管的負(fù)反饋電容,改變其容量大小,可改變HTD的發(fā)音。
優(yōu)點(diǎn):
壓電式蜂鳴器具有體積小、靈敏度高、耗電省、可靠性好,造價(jià)低廉的特點(diǎn)和良好的頻率特性。因此它廣泛應(yīng)用于各種電器產(chǎn)品的報(bào)警,造價(jià)低廉的特點(diǎn)和良好的頻率特性、靈敏度高壓電式蜂鳴器具有體積小。最常見的莫過于音樂賀卡、電子門鈴和電子玩具等小型電子用品上作發(fā)聲器件、耗電省、可靠性好、電子手表、發(fā)聲用途、袖珍計(jì)算器。
電磁式蜂鳴器
電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成,接通電源后,振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動(dòng)發(fā)聲。
電磁式蜂鳴器廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。
電式蜂鳴器是以壓電陶瓷的壓電效應(yīng),來帶動(dòng)金屬片的振動(dòng)而發(fā)聲;電磁式蜂鳴器,則是用電磁的原理,通電時(shí)將金屬振動(dòng)膜吸下,不通電時(shí)依振動(dòng)膜的彈力彈回,故壓電式蜂鳴器是以方波來驅(qū)動(dòng),電磁式是1/2方波驅(qū)動(dòng),壓電式蜂鳴器需要比較高的電壓才能有足夠的音壓,一般建議為9V以上。壓電的有些規(guī)格,可以達(dá)到120dB以上,較大尺寸的也很容易達(dá)到100dB。
電磁式蜂鳴器:用1.5V就可以發(fā)出85dB以上的音壓了,唯消耗電流會(huì)大大的高于壓電式蜂鳴器,而在相同的尺寸時(shí),電磁式的蜂鳴器,響應(yīng)頻率可以做的比較低;電磁式蜂鳴器的音壓一般最多到90dB.機(jī)械式蜂鳴器是電磁式蜂鳴器中的一個(gè)小類別。
蜂鳴器 一)蜂鳴器的介紹1.蜂鳴器的作用 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器,采用直流電壓供電,廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器...
有源蜂鳴器與無源蜂鳴器的區(qū)別 1、從驅(qū)動(dòng)/電路來分析 有源和無源這里的“源”不是指電源,而是指震蕩源。也就是說,有源蜂鳴器內(nèi)部帶震蕩源,所以只要一通電就會(huì)叫。而無源內(nèi)部不帶震蕩源,所以...
有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的差別主要差別為:1、有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的根本區(qū)別是產(chǎn)品對(duì)輸入信號(hào)的要求不一樣。2、有源蜂鳴器工作的理想信號(hào)是直流電,通常標(biāo)示為VDC、VDD等。因?yàn)榉澍Q器內(nèi)部有一簡(jiǎn)單的振蕩...
在單片機(jī)應(yīng)用的設(shè)計(jì)上,很多方案都會(huì)用到蜂鳴器,大部分都是使用蜂鳴器來做提示或報(bào)警,比如按鍵按下、開始工作、工作結(jié)束或是故障等等。這里對(duì)單片機(jī)在蜂鳴器驅(qū)動(dòng)上的應(yīng)用作一下描述。
蜂鳴器驅(qū)動(dòng)方式
由于自激蜂鳴器是直流電壓驅(qū)動(dòng)的,不需要利用交流信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),只需對(duì)驅(qū)動(dòng)口輸出驅(qū)動(dòng)電平并通過三極管放大驅(qū)動(dòng)電流就能使蜂鳴器發(fā)出聲音,很簡(jiǎn)單,這里就不對(duì)自激蜂鳴器進(jìn)行說明了。這里只對(duì)必須用1/2duty 的方波信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的他激蜂鳴器進(jìn)行說明。
單片機(jī)驅(qū)動(dòng)他激蜂鳴器的方式有兩種:一種是PWM 輸出口直接驅(qū)動(dòng),另一種是利用I/O 定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形對(duì)蜂鳴器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
PWM 輸出口直接驅(qū)動(dòng)是利用PWM 輸出口本身可以輸出一定的方波來直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。在單片機(jī)的軟件設(shè)置中有幾個(gè)系統(tǒng)寄存器是用來設(shè)置PWM 口的輸出的,可以設(shè)置占空比、周期等等,通過設(shè)置這些寄存器產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形之后,只要打開PWM 輸出,PWM 輸出口就能輸出該頻率的方波,這個(gè)時(shí)候利用這個(gè)波形就可以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器了。比如頻率為100Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動(dòng),可以知道周期為10000μs,這樣只需要把PWM 的周期設(shè)置為10000μs,占空比電平設(shè)置為5000μs,就能產(chǎn)生一個(gè)頻率為100Hz 的方波,通過這個(gè)方波再利用三極管就可以去驅(qū)動(dòng)這個(gè)蜂鳴器了。
而利用I/O 定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形的方式會(huì)比較麻煩一點(diǎn),必須利用定時(shí)器來做定時(shí),通過定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形,這個(gè)波形就可以用來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器了。比如為100Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動(dòng),可以知道周期為10000μs,這樣只需要驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的I/O 口每5000μs 翻轉(zhuǎn)一次電平就可以產(chǎn)生一個(gè)頻率為100Hz,占空比為1/2duty 的方波,再通過三極管放大就可以驅(qū)動(dòng)這個(gè)蜂鳴器了。
由于蜂鳴器的工作電流一般比較大,以致于單片機(jī)的I/O 口是無法直接驅(qū)動(dòng)的*(但AVR可以驅(qū)動(dòng)小功率蜂鳴器),所以要利用放大電路來驅(qū)動(dòng),一般使用三極管來放大電流就可以了。
蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路一般都包含以下幾個(gè)部分:一個(gè)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。
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(dòng)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(gè)感性元件,其電流不能瞬變,因此必須有一個(gè)續(xù)流二極管提供續(xù)流。否則,在蜂鳴器兩端會(huì)產(chǎn)生幾十伏的尖峰電壓,可能損壞驅(qū)動(dòng)三極管,并干擾整個(gè)電路系統(tǒng)的其它部分。
3.濾波電容
濾波電容C1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,如果可能,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。
結(jié)構(gòu)原理
1.電壓式蜂鳴器 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(fā)光二極管。
多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后(1.5~15V直流工作電壓),多諧振蕩器起振,輸出100~500HZ的音頻信號(hào),阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。
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(jīng)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(dòng)膜片及外殼等組成。
接通電源后,振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動(dòng)發(fā)聲。
蜂鳴器工作發(fā)聲原理圖
蜂鳴器的發(fā)聲原理由振動(dòng)裝置和諧振裝置組成,而蜂鳴器又分為無源他激型與有源自激型。
無源他激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理是:方波信號(hào)輸入諧振裝置轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)輸出,無源他激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理圖如圖1:
有源自激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理是:直流電源輸入經(jīng)過振蕩系統(tǒng)的放大取樣電路在諧振裝置作用下產(chǎn)生聲音信號(hào),有源自激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理圖如圖2:
電路原理圖
如圖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(qū)動(dòng)蜂鳴器LS1,而PORTC.2/PWM0 則作為PWM 輸出口通過三極管Q1 來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器LS2。另外在PORTA.3 和PORTA.2 分別接了兩個(gè)按鍵,一個(gè)是PWM 按鍵,是用來控制PWM 輸出口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器使用的;另一個(gè)是PORT 按鍵,是用來控制I/O 口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器使用的。連接按鍵的I/O 口開內(nèi)部上拉電阻。
軟件設(shè)計(jì)方法
先分析一下蜂鳴器。所使用的蜂鳴器的工作頻率是100Hz,也就是說蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形周期是10000μs,由于是1/2duty 的信號(hào),所以一個(gè)周期內(nèi)的高電平和低電平的時(shí)間寬度都為5000μs。軟件設(shè)計(jì)上,我們將根據(jù)兩種驅(qū)動(dòng)方式來進(jìn)行說明。
a) PWM 輸出口直接驅(qū)動(dòng)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(tǒng)初始化時(shí)就對(duì)PWM 的輸出波形進(jìn)行設(shè)置。
首先根據(jù)SH69P43 的PWM 輸出的周期寬度是10 位數(shù)據(jù)來選擇PWM 時(shí)鐘。系統(tǒng)使用4MHz 的晶振作為主振蕩器,一個(gè)tosc 的時(shí)間就是0.25μs,若是將PWM 的時(shí)鐘設(shè)置為tosc 的話, 則蜂鳴器要求的波形周期500μs 的計(jì)數(shù)值為500μs/0.25μs=(2000)10=(7D0)16,7D0H 為11 位的數(shù)據(jù),而SH69P43 的PWM
輸出周期寬度只是10 位數(shù)據(jù),所以選擇PWM 的時(shí)鐘為tosc 是不能實(shí)現(xiàn)蜂鳴器所要的驅(qū)動(dòng)波形的。
這里我們將PWM 的時(shí)鐘設(shè)置為4tosc,這樣一個(gè)PWM 的時(shí)鐘周期就是1μs 了,由此可以算出500μs 對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)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(gè)寄存器中填入1、F 和4,就完成了對(duì)輸出周期的設(shè)置。再來設(shè)置占空比寄存器,在PWM 輸出中占空比的實(shí)現(xiàn)是
通過設(shè)定一個(gè)周期內(nèi)電平的寬度來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)輸出模式選擇為普通模式時(shí),占空比寄存器是用來設(shè)置高電平的寬度。250μs 的寬度計(jì)數(shù)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(duì)占空比的設(shè)置了,設(shè)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100Hz、占空比為1/2duty 的方波。
b) I/O 口定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平驅(qū)動(dòng)蜂鳴器方式
使用I/O 口定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平驅(qū)動(dòng)蜂鳴器方式的設(shè)置比較簡(jiǎn)單,只需要對(duì)波形分析一下。由于驅(qū)動(dòng)的信號(hào)剛好為周期500μs,占空比為1/2duty 的方波,只需要每250μs 進(jìn)行一次電平翻轉(zhuǎn),就可以得到驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的方波信號(hào)。在程序上,可以使用TIMER0 來定時(shí),將TIMER0 的預(yù)分頻設(shè)置為/1,選擇TIMER0 的始終為系統(tǒng)時(shí)鐘(主振蕩器時(shí)鐘/4),在TIMER0 的載入/計(jì)數(shù)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(shè)置為250μs。當(dāng)需要I/O 口驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器鳴叫時(shí),只需要在進(jìn)入TIMER0 中斷的時(shí)候?qū)υ揑/O 口的電平進(jìn)行翻轉(zhuǎn)一次,直到蜂鳴器不需要鳴叫的時(shí)候,將I/O 口的電平設(shè)置為低電平即可。不鳴叫時(shí)將I/O 口的輸出電平設(shè)置為低電平是為了防止漏電。
由于這里要介紹兩種驅(qū)動(dòng)方式的方法,所以在設(shè)計(jì)模塊系統(tǒng)中將兩種驅(qū)動(dòng)方式做到一塊,即程序里邊不僅介紹了PWM 輸出口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的方法,還要介紹I/O 口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的方法。所以,我們將設(shè)計(jì)如下的一個(gè)系統(tǒng)來說明單片機(jī)對(duì)蜂鳴器的驅(qū)動(dòng):系統(tǒng)有兩個(gè)他激蜂鳴器,頻率都為100Hz,一個(gè)由I/O 口進(jìn)行控制,另一個(gè)由PWM 輸出口進(jìn)行控制;系統(tǒng)還有兩個(gè)按鍵,一個(gè)按鍵為PORT 按鍵,I/O 口控制的蜂鳴器不鳴叫時(shí)按一次按鍵I/O 口控制的蜂鳴器鳴叫,再按一次停止鳴叫,另一個(gè)按鍵為PWM 按鍵,PWM 口控制的蜂鳴器不鳴叫時(shí)按一次按鍵PWM輸出口控制的蜂鳴器鳴叫,再按一次停止鳴叫。
蜂鳴器電路原理圖
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(qū)動(dòng)蜂鳴器LS1,而PORTC.2/PWM0 則作為PWM 輸出口通過三極管Q1 來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器LS2。另外在PORTA.3 和PORTA.2 分別接了兩個(gè)按鍵,一個(gè)是PWM 按鍵,是用來控制PWM 輸出口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器使用的;另一個(gè)是PORT 按鍵,是用來控制I/O 口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器使用的。連接按鍵的I/O 口開內(nèi)部上拉電阻。
軟件設(shè)計(jì)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(qū)動(dòng)信號(hào)波形周期是500μs,由于是1/2duty 的信號(hào),所以一個(gè)周期內(nèi)的高電平和低電平的時(shí)間寬度都為250μs。軟件設(shè)計(jì)上,我們將根據(jù)兩種驅(qū)動(dòng)方式來進(jìn)行說明。
a) PWM 輸出口直接驅(qū)動(dòng)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(tǒng)初始化時(shí)就對(duì)PWM 的輸出波形進(jìn)行設(shè)置。
首先根據(jù)SH69P43 的PWM 輸出的周期寬度是10 位數(shù)據(jù)來選擇PWM 時(shí)鐘。系統(tǒng)使用4MHz 的晶振作為主振蕩器,一個(gè)tosc 的時(shí)間就是0.25μs,若是將PWM 的時(shí)鐘設(shè)置為tosc 的話, 則蜂鳴器要求的波形周期500μs 的計(jì)數(shù)值為500μs/0.25μs=(2000)10=(7D0)16,7D0H 為11 位的數(shù)據(jù),而SH69P43 的PWM
輸出周期寬度只是10 位數(shù)據(jù),所以選擇PWM 的時(shí)鐘為tosc 是不能實(shí)現(xiàn)蜂鳴器所要的驅(qū)動(dòng)波形的。
這里我們將PWM 的時(shí)鐘設(shè)置為4tosc,這樣一個(gè)PWM 的時(shí)鐘周期就是1μs 了,由此可以算出500μs 對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)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(gè)寄存器中填入1、F 和4,就完成了對(duì)輸出周期的設(shè)置。再來設(shè)置占空比寄存器,在PWM 輸出中占空比的實(shí)現(xiàn)是
通過設(shè)定一個(gè)周期內(nèi)電平的寬度來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)輸出模式選擇為普通模式時(shí),占空比寄存器是用來設(shè)置高電平的寬度。250μs 的寬度計(jì)數(shù)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(duì)占空比的設(shè)置了,設(shè)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(shí)翻轉(zhuǎn)電平驅(qū)動(dòng)蜂鳴器方式
使用I/O 口定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平驅(qū)動(dòng)蜂鳴器方式的設(shè)置比較簡(jiǎn)單,只需要對(duì)波形分析一下。由于驅(qū)動(dòng)的信號(hào)剛好為周期500μs,占空比為1/2duty 的方波,只需要每250μs 進(jìn)行一次電平翻轉(zhuǎn),就可以得到驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的方波信號(hào)。在程序上,可以使用TIMER0 來定時(shí),將TIMER0 的預(yù)分頻設(shè)置為/1,選擇TIMER0 的始終為系統(tǒng)時(shí)鐘(主振蕩器時(shí)鐘/4),在TIMER0 的載入/計(jì)數(shù)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(shè)置為250μs。當(dāng)需要I/O 口驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器鳴叫時(shí),只需要在進(jìn)入TIMER0 中斷的時(shí)候?qū)υ揑/O 口的電平進(jìn)行翻轉(zhuǎn)一次,直到蜂鳴器不需要鳴叫的時(shí)候,將I/O 口的電平設(shè)置為低電平即可。不鳴叫時(shí)將I/O 口的輸出電平設(shè)置為低電平是為了防止漏電。
蜂鳴片也叫壓電陶瓷蜂鳴片,是壓電陶瓷中應(yīng)用最廣的產(chǎn)品之一。蜂鳴片是壓電蜂鳴器的主要部件。
蜂鳴片的構(gòu)成
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(jīng)極化和老化處理后,再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。
蜂鳴片的原理
蜂鳴片是利用壓電效應(yīng)原理工作的,當(dāng)對(duì)其施加交變電壓時(shí)它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng);反之,對(duì)其施加機(jī)械作用力時(shí)它也會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)。因此,可以將壓電陶瓷蜂鳴片變通作為振動(dòng)傳感器使用。壓電陶瓷蜂鳴片受到機(jī)械作用力時(shí)產(chǎn)生的電壓信號(hào)很微弱,作振動(dòng)傳感器使用一般應(yīng)連接電壓放大器。
蜂鳴片的質(zhì)量辨別
用機(jī)械萬用表可以方便的檢測(cè)蜂鳴片的好壞,方法是:
將萬用表?yè)苤?5V檔,左手拇指與食指輕輕捏住蜂鳴片的兩面,右手持兩只表筆,紅筆接近薯片,黑筆橫放在蜂鳴片的表面,然后左手拇指與食指用力壓緊一下,隨即放松,蜂鳴片上就先后產(chǎn)生兩個(gè)極性相反的電壓信號(hào),使指針向右擺-回零-向左擺-回零,擺幅約0.1~0.15V。若交換表筆位置后重新試驗(yàn),指針擺動(dòng)的順序?yàn)橄蜃髷[-回零-向右擺-回零。在壓力相同的情況下,指針擺幅愈大,蜂鳴片的靈敏度越高,若指針不動(dòng),說明蜂鳴片內(nèi)部漏電或受損。
蜂鳴器(英文Buzzer)是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器,屬于電子元器件的一種,采用直流電壓或者交流電壓供電,廣泛應(yīng)用領(lǐng)域:計(jì)算機(jī)行業(yè)(主板蜂鳴器,機(jī)箱蜂鳴器,電腦蜂鳴器)打印機(jī)(控制板蜂鳴器)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器行業(yè)(報(bào)警蜂鳴器,警報(bào)蜂鳴器)、電子玩具(音樂蜂鳴器)、農(nóng)業(yè) 、汽車電子設(shè)備行業(yè)(車載蜂鳴器,倒車蜂鳴器,汽車蜂鳴器,摩托車蜂鳴器)電話機(jī)(環(huán)保蜂鳴器)、定時(shí)器,空調(diào),醫(yī)療設(shè)備等電聲行業(yè)。 環(huán)境監(jiān)控 。
蜂鳴器的種類規(guī)格繁多,需先知道幾個(gè)參數(shù) ( 電壓,電流,驅(qū)動(dòng)方式,尺寸,連接/固定方式),當(dāng)然更重要的是,想要獲的聲音 (音壓大小,頻率高低).
工作電壓:電磁式蜂鳴器, 從1.5到24V, 壓電式的從3V到220V都是可行的,但一般壓電的還是建議有9V以上的電壓,以獲得較大的聲音.
消耗電流: 電磁式的依電壓的不同,從幾十到上百毫安培都有,壓電式的就省電的多,幾毫安培就可以正常的動(dòng)作, 且在蜂鳴器啟動(dòng)時(shí),瞬間需消耗約三倍的電流,
驅(qū)動(dòng)方式: 二種蜂鳴器都有自激式的,只要接上直流電(DC)即可發(fā)聲,因?yàn)橐褍?nèi)建了驅(qū)動(dòng)線路在蜂鳴器中了,因?yàn)閯?dòng)作原理的不同,電磁式蜂鳴器要用1/2方波來驅(qū)動(dòng),壓電的用方波,才能有較好的聲音輸出.
尺寸:蜂鳴器的尺寸會(huì)影響到音量的大小,頻率的高低,電磁式的最小從7mm到最大的25mm,壓電式的從12mm到50mm或更大都有.
連接方式: 一般常見的有插針(DIP), 焊線(Wire), 貼片(SMD), 壓電式大顆的還有鎖螺絲的方式.
音壓: 蜂鳴器常以10cm的距離做為測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn),距離增加一倍,大概會(huì)衰減6dB, 反之距離縮短一倍則會(huì)增加6dB,電磁式蜂鳴器大約能達(dá)到85dB / 10cm的水準(zhǔn),壓電式的就可以做的很大聲,常見的警報(bào)器,大都是以壓電蜂鳴器制成。
蜂鳴器是不能用做礦石收音機(jī)的,因?yàn)椋澍Q器內(nèi)部有一個(gè)振蕩電路,通上電源后就會(huì)驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的一個(gè)微型喇叭發(fā)出蜂鳴聲。蜂鳴器可不是一個(gè)單純的小喇叭。另外,蜂鳴器有兩種。一種是,內(nèi)部自帶振蕩器的;一種是,需要外接一個(gè)振蕩器的,也就是一個(gè)普通的微型喇叭。對(duì)于不帶振蕩器的那種,也是不能用的,因?yàn)樗碾娮枰话銥?2歐姆左右,也有8歐或16歐的。這些都屬于低阻抗的,所以不能用。
如果沒有高阻耳機(jī),也可以用一個(gè)電源變壓器,一般為6V或12V的那種電源變壓器,功率選用3到5W左右的那種,因?yàn)槟欠N變壓器的初級(jí)線徑很細(xì),圈數(shù)也多,阻抗也很大。目的就是為了使負(fù)載獲得良好的阻抗匹配,使負(fù)載獲得最大功率。使用方法是這樣的:把變壓器的初級(jí)(接220V的那個(gè)繞組)接到原來要接高阻耳機(jī)的那個(gè)地方;次級(jí)接你的普通耳機(jī)就可以了。
蜂鳴器殼體注射模設(shè)計(jì)
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1 零件結(jié)構(gòu)分析 圖1所示零件是薄壁盒形結(jié)構(gòu),盒體與盒蓋是通過一層薄壁塑料連在一起的,起鉸鏈作用。盒蓋蓋在盒體上時(shí),是通過凸凹配合并鎖緊,開、合都是靠薄壁塑料自身變形。由
壓電蜂鳴器實(shí)際上有三種商品形式,即壓電蜂鳴器復(fù)合體,壓電蜂鳴器發(fā)聲體和壓電蜂鳴器,以適應(yīng)市場(chǎng)上的不同需要。不管何種形式,其用途都離不開報(bào)警、判斷和通知三種。報(bào)警用的壓電蜂鳴器用于火災(zāi)、煙濃度、漏氣、防盜及汽車用的報(bào)警,通知用的壓電蜂鳴器在探魚機(jī)、儀器、醫(yī)療設(shè)備、自動(dòng)售貨機(jī)、洗衣機(jī)、電爐等作為通知使用,比光指示更為有利,另外,具有模擬聲、復(fù)合聲的壓電蜂鳴器還可用于玩具,電視游戲等方面。
驅(qū)動(dòng)方式:若無法提供頻率信號(hào)給蜂鳴器工作,可考慮用內(nèi)含驅(qū)動(dòng)線路,給予直流電壓即可。另有直音,快斷音,慢斷音不同的聲響信號(hào)
尺寸大?。撼叽鐣?huì)影響頻率,小尺寸頻率會(huì)較高
電壓大?。阂訴O-P計(jì)算,以方波驅(qū)動(dòng),電壓越高,音量越高
pinpitch:壓電式蜂鳴器的規(guī)格眾多,往往不易找到一模一樣的規(guī)格,可先挑pitch一樣,頻率接近的試用。
音樂蜂嗚器與電子蜂鳴器的區(qū)別如下。
(1)電子蜂嗚器由分立元件組成,音樂蜂鳴器的核心元件是音樂集成電路(將分立元件集合在一起封裝)。
(2)當(dāng)按下電子蜂嗚器的開關(guān)S之后,音樂集成電路能驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片發(fā)出音樂聲來。電子蜂鳴器只發(fā)頻率單一的蜂嗚聲,而音樂蜂鳴器則能發(fā)出閱耳的音樂聲。因此將這類蜂鳴器稱為音樂蜂鳴器。