單片機基礎:燥起來吧,蜂鳴器

2021-01-08 圖話小世界

導 讀

蜂鳴器是電路設計中常用的器件，廣泛用於工業控制、機房監控、門禁、計算機等電子產品的預警發聲器件，驅動電路貌似很簡單，但隨意設計會引來蜂鳴器不發聲，輕微發聲或亂發聲等不良現象，本例來分享分享。

一、不可不知道的蜂鳴器基礎知識

1、 蜂鳴器簡介：蜂鳴器是一種發聲器件 （這就夠了，就像知道LED是一種發光器件就OK）

2、蜂鳴器分類：根據結構分，有壓電式和電磁式；根據」源「分，有無源蜂鳴器和有源蜂鳴器。

3、必備知識點：物理學裡定義，聲音是由物體振動發出的，蜂鳴器也是如此，故」源」指的是蜂鳴器帶不帶振蕩源。

有源蜂鳴器：內部自帶振蕩源，接通電壓即可發聲，振蕩頻率固定，可用於報警器。

無源蜂鳴器：內部不不帶振蕩源，需外加振蕩信號，頻率可改變，較實用。

4、本例分享無源蜂鳴器，如圖為單片機學習中常見的無源電磁式蜂鳴器

新的蜂鳴器上表面貼有白色標籤，內容為「remove seal after washing」，即密封清洗後揭掉（PCB板焊接好後要清洗），才能得到最響的聲音（有的說聲音小就這緣故）

5、蜂鳴器參數：電壓4-8V（常用5V），最大電流 =

PS：諧振頻率指蜂鳴器最佳工作頻率

二、單片機如何驅動無源電磁式蜂鳴器

1、常見的一些電路

圖1：典型的錯誤接法，當輸入端為高電平時，兩個電阻的分壓作用，NPN三極體基極電壓Vb = VCC x R2 / R1+R2 = 2.5V (VCC取5V)，由於三極體的PN結壓降約0.6~0.7，射極電壓 Vc = Vb-0.7V = 2.5-0.7 = 1.8V ，這個電壓加在蜂鳴器上，因電壓太低，無法驅動或者聲音很小很小，注意兩個電壓表的值，下面個顯示2.01V，計算的不是1.8V嗎？為什麼是2.01V？下面再解答。

圖2：三極體的門檻電壓一般是0.7V，那麼輸入電壓只要超過0.7V就使三極體導通，這電壓顯然太低了，可是可以，只不過容易受電磁幹擾。

這裡只列舉兩例，多的不說了

2、下圖可能是正確的驅動電路

和圖1差不多，只不過是將蜂鳴器放在了集電極，圖中R1為限流電阻，仿真電流過大損壞三極體，R2呢？下拉電阻，如果輸入端懸空，因R2存在三極體基極電壓Vb = 0V, 可靠地關斷三極體；當輸入端為高電平，R2與R1分壓，用圖3中選用的阻值來計算,Vb = 0.7V , 那麼輸入端電壓 Vin至少為 1.4V，才能打開三極體，提升了門檻電壓，對防止電磁幹擾很有效果，圖2計算的是0.7V就導通。

3、關於圖1的分析

圖1中，Ve計算值為1.8V，可proteus中仿真，電壓表值為2.01V，這是為什麼呢？

首先，本例說的是電磁式蜂鳴器，為了方便分析，將蜂鳴器理解為電感，電磁感應定律告訴我們，電感會產生感應電動勢，那麼蜂鳴器就相當於一個小電源，有一定的電壓值，這時兩個電壓相加，結果肯定大於1.8V，也即是仿真出來的2.01V（不絕對，僅舉例），不信？將蜂鳴器換成電阻試試？

結果為1.77V，與計算結果大致一致了。

那麼，如何正確的設計蜂鳴器驅動電路，如圖

在蜂鳴器反向並聯二極體，當三極體截止時，因感應電動勢存在，電路等效為

可見，此時二極體與蜂鳴器構成一個電路，讓電流有地方跑，加快電流的洩放，起到保護的作用，因此，該二極體通常稱為續流二極體。

4、驅動程序

就不多說了，將上圖的輸入端連接到單片機IO，像點亮LED燈一樣的就可以讓蜂鳴器響了，有興趣就試一把，檢驗靈不靈......

知識有限，若有錯誤，望海涵

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