一,参考网上例程/ C6 j2 B* L1 j1 k' G
1、有源蜂鸣器与无源蜂鸣器的区别
" |: w4 ~; L! I6 {9 i/ E( i$ u首先大家要了解有源和无源这里的“源”不是指电源,而是指震荡源。也就是说,有源蜂鸣器内部带震荡源,所以只要一通电就会叫。而无源内部不带震荡源,所以如果用直流信号无法令其鸣叫。必须用2K~5K的方波去驱动它。有源蜂鸣器往往比无源的贵,就是因为里面多个震荡电路。这就是通过驱动原理来分别的方法。
, a+ T; _; R1 d" p, |4 W4 g" {8 x6 i2 C
" Y+ u0 M$ Y4 o" h |7 i5 ~8 d然后我们再来看看外观上区别吧(如下图)
0 R/ [, z* f6 L* Y' Y" H) _
6 @( T3 I5 [7 d/ W4 ?) q
从图a、b外观上看,两种蜂鸣器好像一样,但仔细看,两者的高度略有区别,有源蜂鸣器a,高度为9mm,而无源蜂鸣器b的高度为8mm。如将两种蜂鸣器的引脚郡朝上放置时,可以看出有绿色电路板的一种是无源蜂鸣器,没有电路板而用黑胶封闭的一种是有源蜂鸣器。
, r0 A. V8 v4 K9 E. L* [
" ~9 B: d' H$ G& a, W9 v0 x- b) m% `
; U5 q) [0 M3 A) z: A万用表测电阻区别- a5 G- O3 F- Z0 ^; f
5 D2 l2 j3 w3 J* n
) A; i e% p9 V; c K& U* s7 }
用万用表电阻档Rxl档测试:用黑表笔接蜂鸣器 "+"引脚,红表笔在另一引脚上来回碰触,如果触发出咔、咔声的且电阻只有8Ω(或16Ω)的是无源蜂鸣器;如果能发出持续声音的,且电阻在几百欧以上的,是有源蜂鸣器。同时有源蜂鸣器直接接上额定电源(新的蜂鸣器在标签上都有注明)就可连续发声;而无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样,需要接在音频输出电路中才能发声。
9 u$ ]1 G- I' f) p0 ~/ |) K0 o
% K( w% E: O& K5 x4 |$ v$ a* ? t: B* F8 Y ^$ p
无源蜂鸣器的优点是:/ P, J3 a- G# N7 c
8 S- N' l3 z4 i5 f. h
# o$ ~+ Y2 n) H# ]
1、便宜& Q) R9 d4 Q/ g5 ]
2、声音频率可控,可以做出“多来米发索拉西”的效果3 b& }; M7 p; ~2 p; n3 G
3、在一些特例中,可以和LED复用一个控制口
9 i N+ K+ q' X+ s! F3 h+ l* ~" z4 t' S& k1 L
- `4 b4 f5 j3 r" Z
有源蜂鸣器的优点是:程序控制方便。0 G; @2 k# t7 V8 P- ]
" R9 Z) i# Q4 e
6 B$ O2 V; b, m6 H因为无源蜂鸣器便宜,所以大部分人手里拿到的都是无源蜂鸣器,我这里使用的是也是无源蜂鸣器。3 E/ [# @& T" ~) m
! z4 N6 {! ~& F* S- F! K% j
( Y* I! } ~3 |) w$ e/ Y$ R; F2、编程思路 O/ P/ c# y' R0 j) e; C4 U4 D6 O
这里思路很简单,就是做一个可变时间的延时开控制发声,关于延时可以使用定时器来做,但是这里为了简便,就是用了一个简单的延时来完成。& |& t6 g7 p9 L" k+ v( k
?4 X7 c6 _) {' {% I
" C& p0 _* f4 p
延时时间的长短可以改变声音的频率,这是本程序的关键。& L( d. _7 E7 u4 r8 `& D: {( R
5 v; w4 r% B" N! r5 A. g* j* o: T8 p1 U; ~+ [3 s9 j& K3 f% K$ p
但是这里有一个问题,如果要播放频率变化特别快的音乐,比如下面的《红尘情歌》,必须控制输出电流大小,直接连接单片机IO口是不行的,加一个100K欧姆的电阻可以听出来,但是声音特别小,不适合做提示。所以,定义了一个简单的提示音数组melody,来完成功能。3 w, z4 _! i* y/ d+ r! b* f$ x r* W
' I% f! t* j0 @$ ^' Y6 p9 a, _- }5 l- `& T+ A6 l' X
如下图所示,是蜂鸣器与STM32连接的电路图,程序中的“PBeep”就是图中的“BEEP”IO口的宏定义,一般在头文件中进行定义:" {( W/ a+ q( Z7 x( T4 E
#define PBeep PBout(8)
: F3 w- p' n7 Q# z" D3 q! l
+ j, B. z; q. i4 [& V( v$ y8 d
$ I$ O9 D/ l. V' i二,移植,运行,查看代码,尽力理解代码- I; i7 W" t& J: t2 @
说明一下,我使用的芯片类型是stm32F103C8,集成开发环境用的是Keil5 MDK-ARM,仿真器使用JLINK。
2 `, t5 |0 w) p查看板子上的蜂鸣器接口,相应修改下代码中的引脚。这个和硬件相关,每个人只能根据自己的硬件来调整。: x8 P$ o- a. o$ K5 p
然后是将这个引脚配置成推挽输出,默认是低电平,输出高电平可以驱动蜂鸣器响报警。! }/ R \3 {+ E
然后是开关的操作,Buzzer_On(),Buzzer_Off()来替换;1 X* e! `: u( X3 y3 ^ M
然后就开始运行,能听到蜂鸣声响,但是刺刺啦啦的,不像音乐。
; {7 H& r1 c/ }. [2 ~$ r7 j! B7 [没有办法,偷懒不行啦,就只好开始看程序了,尽力去理解代码。毕竟代码在手,任我蹂躏,哈哈! p4 [" Z6 J1 u0 @& o8 ]
大体理解了一遍程序,调整了几个延时相关的值,发现效果有所好转,比较像音乐了。
, q' _) W1 p1 u7 O2 J但是,到底对不对,对于例程中的歌曲《红尘情歌》,我没听过啊,比较不出来对不对,好不好。
+ u/ G. G4 ? O如果能添加一首自己熟悉的歌曲,就能判断了。不过,先别着急,慢慢来。先来个最简单的,就是先听听“多瑞咪”吧。
6 T+ V& c# W. \4 x( K C4 R- u8 music[]={13,1,2,3,4,5,6,7,8};//音调 测试基础音+ u0 I! G: w7 ~2 P+ S) U- T
- u8 time[] ={4, 4,4,4,4,4,4,4,4};//持续时长
复制代码 例子中,歌曲由两个数组来表示,一个是音调,一个是这个音调的持续时长。
, C) M8 H/ R) [: N4 C音调数组music[],里面的数字看起来就是123,与曲谱上的一样,它是怎么实现那个声音的呢?
1 ? ?( b2 |% q看代码,是这么调用的:
k5 A% p) t5 `0 M7 i i3 o# P6 \也就是说,是把它作为索引传给了tone[]数组,而tone[]的定义如下: : y6 w7 g% J: e5 j- Q. f& z
- // 低7 1 2 3 4 5 6 7 高1 高2 高3 高4 高5 不发音7 N! u y3 M0 w2 F
- uc16 tone[] = {247,262,294,330,349,392,440,294,523,587,659,698,784,1000};//音频数据表" Y+ K3 p5 R& W) i6 p
复制代码 这个数组中的数值,又有什么用呢?
8 E. ~" w+ r$ t$ b5 A! y注释说是音频数据。根据蜂鸣器的原理,就是输出不同频率的PWM波,即可发出不同的声音(音符)。然后将不同的音符组合起来就是一个曲子。所以这里的数据应该是用于控制蜂鸣器的发声频率的。$ v# u8 x- q1 z$ Z4 @
看看调用的地方:% }; [1 ^9 h4 D
- for(e=0;e<((u16)time[i])*tone[music[i]]/yanshi;e++){
* I, |! ~, W1 S, J - Sound((u32)tone[music[i]]);
4 @- L9 y& C7 u: X* [ - }
复制代码 查看一下Sound()这个函数,这可是核心函数:
9 t# r+ [5 P. f6 _3 e0 c- void Sound(u16 frq)
/ |4 _8 [5 D/ d - {
2 |- Z# a" \3 z5 L$ n7 X! f& \ - u32 time;
' x( k! c7 i- c, v5 h - if(frq != 1000)
: h3 i. g; a/ f* x, | - { S) V" N/ {7 s" S1 a* P7 I8 Q
- time = 500000/((u32)frq);
& P( w2 P' r* l - PBeep = 1;" T9 y# P& h; Q, V
- delay_us(time);- {9 y0 g* I. o7 L7 v$ n" }" R
- PBeep = 0;
9 u/ w$ L5 @# p6 k/ z - delay_us(time);
; p B2 ?# b5 R1 t4 |6 s7 ? - }else
# M% J- m: ]# G6 S$ m( q. o - delay_us(1000);) A5 d; R; T( _6 i1 {
- }
% z; X6 Z6 `2 j4 \/ u, C2 R( d
复制代码 其实也很简单,就是打开蜂鸣器,持续一会,然后关闭蜂鸣器,持续同样时间。
1 s. t" G% \3 D然后再看看调用的地方:" i( q, a) d' w- e7 k
- for(e=0;e<((u16)time[i])*tone[music[i]]/yanshi;e++){
9 [' e* ?, ]" T; S1 R" u# u& N - Sound((u32)tone[music[i]]);0 [# H0 t3 \" E: i6 }8 s. o7 B
- }
复制代码 是用时长来做控制,重复调用了许多次Sound()播放声音。这样持续起来,听起来就是一个音符了。
; v: |) y1 j0 |" s- o3 @8 W4 f/ l# `8 h- y/ f' ]8 x. e- M
跑起来程序,让我们来听听“多瑞咪”!, c9 v2 O$ r0 y( ]4 p C7 G# ~
嗯~~有点问题,有个音听起来不对劲!仔细听,数了数,对应的应该是7(第8个音),再仔细看一遍:, ^4 k5 i, P; T% v
- // 低7 1 2 3 4 5 6 7 高1 高2 高3 高4 高5 不发音2 ]5 q3 z( y( o3 V2 u1 O" M# w' D
- uc16 tone[] = {247,262,294,330,349,392,440,294,523,587,659,698,784,1000};//音频数据表! F: T' B1 {( B5 Y
复制代码 这个音对应的是294,在这个数组中有些不协调啊!' q2 a: y/ ]* h9 a
其他的数据,都是按从小到大的顺序排列的,这个数怎么比左右的数都小啊?1 _8 L7 q: }( |' ]
难道写错了?如果也按是顺序来的话,我看改为494比较协调。
4 }& w2 W x& |那就改改呗,代码在手嘛,哈哈!: Y( a) j6 v$ M! L
改了下,一听,还真就顺耳了,我是不是天才,哈哈!(A:天才?我看是多了两横。B:我看不光是要去掉两横,还要去掉一个“才”字。)# o4 ~* z" B6 v% ~, Z% e, F5 c$ i
闲话少说,继续调试。 0 T$ z& \- p1 H, z& ?5 [( E
% N1 v: u, z9 W, X/ `% v
* S6 o X3 O* ^$ ^+ p三,调整测试参数
! {- T: Z0 A) y) H 到现在,大体能听出来是个音乐了,但是播放太快了(与板子上硬件相关),不太舒服,调调延时吧。9 [0 { g: u5 L, H
大体相关的有几个参数:
& l2 i. f, w+ W 1,持续时长,就是time[]数组,但是,一旦调整,需要每个参数都修改一遍,太累了。/ [ R+ r! \* E5 L l5 c
2,有没有修改一处,所有音符的播放时长都变的?# N) ^7 l5 r% d2 Y
有!就是这个:5 y4 L) i7 ? y I
yanshi = 2;//10;
4 b3 [5 _& z6 R _3 y; B C$ b 把它调小,循环播放的次数是增加的,也就是音符的持续时间变长了。
; @' \) J% Q( r 3,还有一个值,就是前面Sound()函数中的time值,这个值影响的是音调准不准。具体怎么计算的,我也没搞明白,就是多试了几个值,挑了个听着舒服的。
6 R( L# N8 |# Z! r3 _( Y
- A) B. A+ T+ h! U2 G对这几个参数一顿调整后,“多瑞咪”听着就很顺畅了。
! m8 G* T% s0 Z
8 ^/ R- g- Z6 n) W$ ^( z! N下面,最激动人心的时刻到了!
( b8 P( G9 V) {" k* u0 J9 n& J5 Y9 z3 x6 k* h3 |
; {9 S# ?5 S& \' T
四,添加一首歌曲
! Y; L/ ^ G: ~
$ P4 x8 ^: G! ~, K早就想添加一首歌曲了,不过真要开始添加,也还有点忐忑,得弄首自己熟悉的吧,不能弄太复杂的吧,嗯,来首儿歌吧,就选《小燕子》吧。
! n* J3 U+ u5 K7 `7 ]2 i5 `先上网找个谱子,仔细看看,嗯,也就是搞定两个数组嘛,一个音调,一个音长。2 p$ ]7 [, o. w5 y4 k" }& b
查看乐谱,如下:
* Z7 _& {: P3 n
" u2 V5 F; P1 K |真到了转换简谱到数组的时候,这时就能发现选择儿歌的好处了,所有的音调都在tone[]数组中,也就是说,在低音7到高音5之间。让我们再看一遍这个数组:
% A+ x( `% k6 e! C: f) e& c" }; V- // 低7 1 2 3 4 5 6 7 高1 高2 高3 高4 高5 不发音
2 p" u3 x7 K" R# _5 o4 h$ m1 }0 P9 m - uc16 tone[] = {247,262,294,330,349,392,440,494,523,587,659,698,784,1000};//音频数据表5 ]' i0 P! G3 u3 V W; N1 T
复制代码 如果搞了一个复杂的歌曲,音调的范围超过了这个范围,就需要自己研究下那些新音符对应的是什么频率值了。9 J, V, L" P. w, r
至于时长,这里是用的4表示1拍的时长。这样,半拍(一个音符下有一道横线)就是2,四分之一拍(一个音符下有两道横线)就是1了,还有两拍的,就是8。8 i7 @ L9 }+ y( \. ?5 D! C2 q
这样,音调与时长都搞定了,是不是就ok了?) O; ~; N2 E- f4 ?/ \8 j
嗯,基本上可以这么说,不过,还有些小细节,例如,在两个音符中间的一个小点是什么?9 H* B! U; h. d
我在这里就犯过错,我还以为是休止符(不知道是从那里获取的错误信息!也许真的有必要将大脑中的知识点都梳理一遍),后来查了一下,这玩意叫附点,看介绍: P7 i& w4 [1 j
附点的符号很简单,就是单纯音符后面的小圆点。附点的作用是:将前面挨着它的单纯音符的时值延长一半。9 g) o M8 M5 J" \# M
还有一个小细节,就是在一句歌词唱完之后,需要停顿一会,这时候,就用上了音频数据表中一个特殊的值:1000,前面注意看的话,在Sound()中就有对它的特殊处理,就是不开启蜂鸣器,只是一个延时。
1 |# G0 ]8 _3 R这时再听听,就有些感觉了哈!
( j% H+ C# A3 l后面就是根据整体感觉,做点微调了,例如,我就调整了下尾部拖音的时长,本来是8(两拍),我改为6(一拍半),似乎听起来更好听了,哈哈!
) Q( y0 S4 t" A) E
2 I* J3 p( D" |% _( H" Y下面是我修改后的代码:
9 [1 X0 a2 j4 t \$ \$ B, W5 S- #include "beep.h"
8 k1 n3 Z+ K* i* k0 G - #include "stm32f10x.h"
# v( a$ E* ~( M; ` - #include "gpioHandler.h"
8 T- r' z1 D# G4 ` C - #include "timerHandler.h"
+ N E! E9 s, G- B7 X - + ]1 z( i# e7 k; h9 | M
- void BEEP_Init(void)
& K: x: Y5 l: x/ X3 }$ K - { & l0 ^1 i! s }2 A7 k) L+ z0 ~5 q
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
1 }0 l9 ^. M0 E/ i' A - + v; e5 ^- [2 V8 x6 M* |+ o H* C8 F2 X
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能A端口时钟( f1 E( @0 i- t) W: A% b* y. ^
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
% u; J4 w9 n4 y% @. G - GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出& R9 t# j' d- c) U. F
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHz
) w3 S& Q6 ~9 l$ f3 I/ V - GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOD3,62 z1 T/ l1 f n& N
- GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);
2 k3 v9 X& A/ u* x! m2 c - }# ?( W8 V: v0 o7 O+ M& `% W
- - l3 ]8 d0 r# T, z
- void Sound(u16 frq)
; U! X: B. Z! \/ [1 g+ N - {* i) G3 M# F7 e
- u32 time;
: u& M6 x$ ]! f) d - if(frq != 1000)1 ^" ~4 D$ W0 M4 {* n
- {
, d. B6 _, _; Q: n L: M6 k- _ - // time = 500000/((u32)frq);
( f0 P2 r6 ], C6 k% A3 S - time = 100000/((u32)frq);
2 x# L+ w/ Y3 c; f% K7 M7 \2 L7 e - // PBeep = 1;
# f$ l( i ?) d) s - Buzzer_On();//打开蜂鸣器--根据自己的硬件情况调整,通常就是控制蜂鸣器的gpio引脚置17 p7 |' w+ Q' P x) J* g
-
4 p# z& A; ~6 j$ i - delay_us(time);
/ ^0 i: p6 g' q w - // PBeep = 0;
5 P e: P$ P# s. }' c - Buzzer_Off();//关闭蜂鸣器--根据自己的硬件情况调整,通常就是控制蜂鸣器的gpio引脚置0; a6 {. M' r5 w0 ~" e5 c1 k
- delay_us(time);
9 m t/ R. U9 B o! p: D - }else# B# b4 W0 q( X& O) d
- delay_us(1000);
' z. z) a* g8 L& _& |# K - }8 C$ b2 R0 f' _( q
- void play_music(void)) p7 V% `) E3 G8 V0 k' R
- {
m o3 l# E# N9 V) Y4 z - // 低7 1 2 3 4 5 6 7 高1 高2 高3 高4 高5 不发音7 f* A7 k2 j. ?; D! ^. N0 |; T
- uc16 tone[] = {247,262,294,330,349,392,440,494,523,587,659,698,784,1000};//音频数据表7 N& ]8 U. D& A" W h% B" d/ e- ]
-
; V$ v+ A. N) }8 r - //小燕子; x1 A6 z, [, J5 f, X t$ \- y) }* f7 [
- u8 music[]={3,5,8,6,5,13,//音调/ }4 O( T' p' `+ o0 ^7 x4 m+ \- Z
- 3,5,6,8,5,13,& T$ _% z7 x0 N n
- 8,10,9,8,9,8,6,8,5,13,4 g% B' e9 a8 k l
- 3,5,6,5,6,8,9,5,6,13,+ S- o# L, T0 v( F, @) H. U
- 3,2,1,2,13,! O' j+ h* w2 \! B: p
- 2,2,3,5,5,8,2,3,5,13};9 M, T- U3 t) ~! t3 _3 i, i1 I
- u8 time[] ={2,2,2,2,6,4,//时间 " L$ W( A2 V, u# G" ~9 f
- 2,2,2,2,6,4,9 J C+ [) l. W- M- W
- 6,2,4,4,2,2,2,2,6,4,2 n/ }8 e3 @& v6 n4 j
- 6,2,4,2,2,4,2,2,6,4,1 P$ C9 ?# U# X1 _9 U
- 2,2,4,6,4,
9 h* o$ u* U. L; Z# O' S: X5 @ B - 4,2,2,4,4,4,2,2,6,4};2 n6 F N. m8 ?* ]
- // u8 music[]={13,1,2,3,4,5,6,7,8};//测试基础音9 {8 g5 X! d' ]5 M# n! {$ D
- // u8 time[] ={4, 4,4,4,4,4,4,4,4};# C! M0 H4 `6 @6 N6 R! _6 V
-
5 p# I, z$ f. y I - u32 yanshi;
3 _% [2 S g1 x# _6 p- _& R - u16 i,e;
) e* O1 z$ ?' A1 g. u - yanshi = 2;//10; 4; 2
+ M9 a M5 X X X - for(i=0;i<sizeof(music)/sizeof(music[0]);i++){! O& ?5 E: g" I2 h5 c9 u( ^2 K
- for(e=0;e<((u16)time[i])*tone[music[i]]/yanshi;e++){. u7 e3 ^1 r2 |! B; }
- Sound((u32)tone[music[i]]);' I! t4 Q$ w3 A5 o" v
- }
0 O* t% ~; Z8 M% X1 e - }1 `7 g k, G4 \2 ?
- }
5 ]% H- f/ J9 Q3 B
复制代码 调用的时候,就是两句代码:
6 X( S/ ?3 g/ r/ U2 ^% h- BEEP_Init();7 ]( v! n/ a g5 V1 [4 s+ y
- play_music();
复制代码
' L& m$ M0 p! P7 Z, O) j& M
( ?3 _0 W# z# n+ g4 q6 W+ V1 Q) j9 V5 q8 q$ d
) J- C4 g( P& o: s9 T9 q
' `( h7 R: E% v& A7 O1 ?
6 s2 e0 I) z/ C |