用单片机驱动蜂鸣器唱歌的设计与原理

用单片机驱动蜂鸣器唱歌的设计与原理1.蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型，他广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机等电子产品中作发声器件。2.单片机驱动单片机上面使用的蜂鸣器一般都是无源电磁式的蜂鸣器（如下图所示）。它由振荡器、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。蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。单片机与蜂鸣器连接如图二所示。图中，蜂鸣器的正极接到VCC（＋5V）电源上面，蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E，三极管的基级B经过限流电阻R1后由单片机的P3.7引脚控制，当P3.7输出高电平时，三极管T1截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P3.7输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。因此，我们可以通过程序控制P3.7脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。程序中改变单片机P3.7引脚输出波形的频率，就可以调整控制蜂鸣器音调，产生各种不同音色、音调的声音。另外，改变P3.7输出电平的高低电平占空比，则可以控制蜂鸣器的声音大小，这些我们都可以通过编程实验来验证。下面就是一个能够发出音乐的单片机程序，示例中所播放的音乐是《两只老虎》。SPKEQUP3.7;位定义ORG0000H;伪指令，指定程序从0000H开始存放LJMPSTART;程序跳转至START处执行ORG0030H;伪指令，指定程序从0030H开始存放START:MOVSP,#60H;堆栈初始化MOVR3,#00H;给R3赋值NEXT:MOVA,R3MOVDPTR,#TABLE;查歌曲表MOVCA,@A+DPTRJZSTART;为00则循环播放此歌MOVR7,A;R7/R2保存连续相邻的表数据INCR3MOVA,R3MOVCA,@A+DPTRMOVR2,AACALLSONGINCR3SJMPNEXT;==============================;=========歌曲播放子程序==========;==============================SONG:MOVA,R2;取出节拍RLAJNZKEEP;A不等于零则跳MOVA,#01H;A等于零则赋值为1KEEP:MOVR2,A;REPEAT:ACALLEIGHTH;调用1/8拍延时程序DJNZR2,REPEAT;RET;===============================;=======产生1/8拍延时子程序=======;===============================EIGHTH:MOVA,R7;查表取出延时参数,保存到R4MOVDPTR,#DELAY_TMOVCA,@A+DPTRMOVR4,AMOVA,R7;查表取出1/8拍周期数,保存到R5MOVDPTR,#S_PARAMOVCA,@A+DPTRMOVR5,ANEXTCYC:ACALLSOUNDDJNZR5,NEXTCYCRET;==============================;===========发声子程序===========;==============================SOUND:SETBSPKACALLSDELAYCLRSPKACALLSDELAYRET;==============================;===========延时子程序===========;==============================SDELAY:MOVA,R4;延时值在R4内MOVR0,AXL2:MOVR1,#03HDL1:NOPDJNZR1,DL1DJNZR0,XL2RET;==============================;===========1/8拍周期表==========;==============================S_PARA:DS1DHDB15H,16H,00DB19H,00H,1CH,00H,1FH,21H,00H,25HDB00H,29H,2CH,00H,31H,34H,37H,00HDB3EH,41H,00H,49H,00H,52H,57H,00HDB62H;==============================;===========延时参数表===========;==============================DELAY_T:DS1DHDB7EH,77H,00HDB6AH,00H,5EH,00H,54H,4FH,00H,46HDB00H,3FH,3BH,00H,35H,32H,2FH,00HDB2AH,27H,00H,23H,00H,1FH,1DH,0C0HDB1AH;==============================;============歌曲表=============;==============================TABLE:DW2504H,2704H,2904H,2504HDW2504H,2704H,2904H,2504HDW2904H,2A04H,2C08HDW2904H,2A04H,2C08HDW2C02H,2E02H,2C02H,2A02H,2904H,2504HDW2C02H,2E02H,2C02H,2A02H,2904H,2504HDW2904H,2004H,2508HDW2904H,2004H,2508HDW0000HEND童鞋们可能发现了，数据表TABLE里面的数据才是歌曲数据。也就是说，只要我们改变TABLE表里面的数据，就可以播放不同的歌曲了。比如下面这一首《兰花草》：;==============================;============歌曲表=============;==============================TABLE:DW2202H,2902H,2902H,2902H,2906H,2702H;我从山中来DW2502H,2702H,2502H,2402H,2208H;带着兰花草DW2E02H,2E02H,2E02H,2E02H,2E06H,2C02H;种在小园中DW2902H,2C02H,2D02H,2A02H,2908H;祈祷花开早DW2902H,2E02H,2E02H,2C02H,2906H,2702H;一日看三回DW2502H,2702H,2502H,2402H,2206H,1D02H;看得花时过DW1D02H,2502H,2502H,2402H,2206H,2902H;兰花却依然DW2702H,2502H,2402H,2002H,2208H;苞也无一个DW0000HEND在TABLE表里面的数据都是字类型的，也就是说可以拆分成2个DB数据。前一个DB数据，我们用来存放音色，也就是“dao.rai.mi.fa.sao.la.xi”；后一个DB我们用来存放音长，就是每个音的长度。对于音色，可以查下面的表，数值越大，频率越高，音色也就越高（X.的意思是低音）。而对于音长，数值越大，响的越持久。１25H１.19H２27H２.1BH３29H３.1DH４2AH４.1FH５2CH５.20H６2EH６.22H７30H７.24H如果写出来的歌曲不是很像，多调试一下就可以了。