用单片机驱动蜂鸣器唱歌的设计与原理.doc

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。 SPK EQU P3.7 ;位定义 ORG 0000H ;伪指令，指定程序从0000H开始存放 LJMP START ;程序跳转至START处执行 ORG 0030H ;伪指令，指定程序从0030H开始存放 START: MOV SP,#60H ;堆栈初始化 MOV R3,#00H ;给R3赋值 NEXT: MOV A,R3 MOV DPTR,#TABLE ;查歌曲表 MOVC A,A+DPTR JZ START ;为00则循环播放此歌 MOV R7,A ;R7/R2保存连续相邻的表数据 INC R3 MOV A,R3 MOVC A,A+DPTR MOV R2,A ACALL SONG INC R3 SJMP NEXT ;= ;=歌曲播放子程序= ;= SONG: MOV A,R2 ;取出节拍 RL A JNZ KEEP ;A不等于零则跳 MOV A,#01H ;A等于零则赋值为1 KEEP: MOV R2,A ; REPEAT: ACALL EIGHTH ;调用1/8拍延时程序 DJNZ R2,REPEAT ; RET ;= ;=产生1/8拍延时子程序= ;= EIGHTH: MOV A,R7 ;查表取出延时参数,保存到R4 MOV DPTR,#DELAY_T MOVC A,A+DPTR MOV R4,A MOV A,R7 ;查表取出1/8拍周期数,保存到R5 MOV DPTR,#S_PARA MOVC A,A+DPTR MOV R5,A NEXTCYC: ACALL SOUND DJNZ R5,NEXTCYC RET ;= ;=发声子程序= ;= SOUND: SETB SPK ACALL SDELAY CLR SPK ACALL SDELAY RET ;= ;=延时子程序= ;= SDELAY: MOV A,R4 ;延时值在R4内 MOV R0,A XL2: MOV R1,#03H DL1: NOP DJNZ R1,DL1 DJNZ R0,XL2 RET ;= ;=1/8拍周期表= ;= S_PARA: DS 1DH DB 15H,16H,00 DB 19H,00H,1CH,00H,1FH,21H,00H,25H DB 00H,29H,2CH,00H,31H,34H,37H,00H DB 3EH,41H,00H,49H,00H,52H,57H,00H DB 62H ;= ;=延时参数表= ;= DELAY_T: DS 1DH DB 7EH,77H,00H DB 6AH,00H,5EH,00H,54H,4FH,00H,46H DB 00H,3FH,3BH,00H,35H,32H,2FH,00H DB 2AH,27H,00H,23H,00H,1FH,1DH,0C0H DB 1AH ;= ;=歌曲表= ;= TABLE: DW 2504H,2704H,2904H,2504H DW 2504H,2704H,2904H,2504H DW 2904H,2A04H,2C08H DW 2904H,2A04H,2C08H DW 2C02H,2E02H,2C02H,2A02H,2904H,2504H DW 2C02H,2E02H,2C02H,2A02H,2904H,2504H DW 2904H,2004H,2508H DW 2904H,2004H,2508H DW 0000H END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: DW 2202H,2902H,2902H,2902H,2906H,2702H ;我从山中来 DW 2502H,2702H,2502H,2402H,2208H ;带着兰花草 DW 2E02H,2E02H,2E02H,2E02H,2E06H,2C02H ;种在小园中 DW 2902H,2C02H,2D02H,2A02H,2908H ;祈祷花开早 DW 2902H,2E02H,2E02H,2C02H,2906H,2702H ;一日看三回 DW 2502H,2702H,2502H,2402H,2206H,1D02H ;看得花时过 DW 1D02H,2502H,2502H,2402H,2206H,2902H ;兰花却依然 DW 2702H,2502H,2402H,2002H,2208H ;苞也无一个 DW 0000H END 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，