一个较为简单的单片机外设电路,其中需要用到蜂鸣器。电路设计好之后,我发现了一个比较低级且容易犯的小错误,分享出来和大家一起分析一下。
单片机驱动蜂鸣器电路如下图所示:
乍一看没有什么问题,但是仔细一分析问题就来了,用上图所示的电路驱动蜂鸣器可能存在驱动电流不够,从而导致蜂鸣器不响的现象。
分析如下:
三极管是流控型器件,当单片机的管脚输出5V高电平,三极管的导通压降为0.7V时,三极管的基极电流计算如下:Ib=(5-0.7-Ui)/4.7k,由此公式可以发现,Ib的大小还取决于Ui,Ui是蜂鸣器的导通压降,如果Ui较大则可能导致三极管不导通,从而导致驱动失败。
那这个电路该如何设计呢?一般在用NPN三极管驱动蜂鸣器时,通常将蜂鸣器至于集电极,设计电路如下:
将蜂鸣器至于集电极后,三极管的基极电流Ib=(5-0.7)/4.7k,从而消除了驱动器件的压降带来的不确定因素。
下面解释一下上图中两个电阻的作用:
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电阻R1的作用:限流电阻,防止基极电流过大损坏二极管。
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电阻R2的作用:有两个:
1)下拉电阻,可消除因干扰导致的蜂鸣器意外发声问题;
2)提升三极管的导通电平,如果没有R2,则基极端的电压超过0.7V则可能导致三极管通道,有了R2则基极端的电压超过一定程度时才可能使三极管导通,具体的计算方式大家可以计算一下。
下面给大家普及一些蜂鸣器的知识:
蜂鸣器是经常用到的发声器件,在单片机的实验板、小孩玩具上经常见到,从发出的声音上来区分呢,有的只会发出固定频率的声音,而有的却可以发出较为明显的音调,那蜂鸣器到底有怎样的区别呢?
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蜂鸣器分类
第一张图:
第二张图:
这两幅图都是蜂鸣器,但是存在区别,你看出来了吗?第一张图的蜂鸣器可以看到内部有电路板,而第二张图是浇封起来的。蜂鸣器从驱动方式上来分可以分为无源蜂鸣器和有源蜂鸣器。第一张图就是无源的,第二张图就是有源。
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蜂鸣器的驱动方式
无源蜂鸣器是没有正负之分的,类似于喇叭,只要在两个腿上加载不同的频率的电信号就可以实现发声,根据不同的频率所发出的声音也是不一样的。
有源蜂鸣器是有正负之分的,只需要在两个腿上加上电压信号就会发声,发出的声音音调单一、频率固定。
有源蜂鸣器比无源蜂鸣器内部多了振荡结构,所以有源蜂鸣器在价格上稍微贵一点。
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蜂鸣器的驱动电路
单片机通过三极管驱动蜂鸣器的电路如下所示:
如果要驱动有源蜂鸣器只需要在三极管的基极上给高电平就可以了。如果要在三极管的基极上加载不同频率的信号。信号如下图所示。
单片机只要通过定时器来定时翻转IO口就可以产生不同频率,从而控制无源蜂鸣器发出不同的声音。乐谱与频率的关系如下图所示:
既然是讨论,也欢迎大家发表自己的意见,积极留言给我们!
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