前言

蜂鸣器和扬声器在生活中的应用实则相当广泛。通过本章你将学会制造噪声（笑~）你将学会驱动它们，并发出响声。

硬件介绍

PWM基础

占空比
频率

蜂鸣器简介

蜂鸣器的英文为Buzzer，是将电信号转化为音频信号的基本电子器件。蜂鸣器有无源蜂鸣器和有源蜂鸣器两种。

无源蜂鸣器：即压电式蜂鸣器。内部不带振荡源，须提供脉冲信号驱动。通过改变频率调节音调高低，改变占空比调节音量大小。
有源蜂鸣器：即电磁式蜂鸣器。内部自带振荡源，只需通直流电即响，驱动简单，但频率固定。

这里的源与电源无关，指的是内部是否有振荡源。有源蜂鸣器通常用于只需要发出响声的场景，如：按键音、报警器等等。无源蜂鸣器由于可以改变电压，可以应用于电子琴、变声器中。

图1 无源蜂鸣器

图2 有源蜂鸣器

判断有源无源的方法

用万用表测试
- 无源蜂鸣器电阻大致为10Ω左右。对于脉冲信号才能发声。
- 有源蜂鸣器电阻大致为几百欧姆。且接通持续发声。
看表面封装
- 无源蜂鸣器一般都是无贴纸标识。
- 有源蜂鸣器一般都是有贴纸标识。

扬声器简介

扬声器的英文为Loudspeaker，俗称喇叭，也是一种电声换能器件。扬声器的工作频率宽，音色好，常应用于较高端的电子消费领域，如蓝牙音箱，手机，电脑等。

扬声器的重要参数

额定阻抗
直流阻抗
最低共振频率
额定功率
最大功率
频率响应范围

扬声器和蜂鸣器的异同

扬声器通交流电工作，而蜂鸣器通直流电工作。究其原理，除了有源蜂鸣器是直接通直流发声，无源蜂鸣器和扬声器本质上都是通过音圈（线圈）和磁铁的引力和斥力从而产生振动发声，因此需要交变的电流，另一方面，直流PWM也可以驱动，电压的通断也会使振膜的振动。
扬声器的音域更广，而蜂鸣器的音域狭窄。
扬声器多用于音箱等对于音质要求较高的场合，而蜂鸣器多作为报警提示音使用。

原理图分析

蜂鸣器驱动电路

一般IO输出电流小于20mA，不能直接驱动蜂鸣器，需要相应的驱动电路，一般利用三级管的放大和开关作用驱动蜂鸣器。

如图所示，R1用于限制基极电流，R2用于限制蜂鸣器电流，8550为PNP型三极管，当IO引脚为低电平时导通。

对于有源蜂鸣器而言，IO引脚输出低电平就能持续发声。
对于无源蜂鸣器而言，需要IO引脚输出PWM脉冲信号来使之发声。

扬声器驱动电路

单片机开发板上没有扬声器，我在网上买了一个1W 8Ω的小扬声器，这里的1W指的是额定功率，8Ω指的是额定阻抗，可以大致算出电压有效值为2.8V，驱动电路与蜂鸣器类似，记得必须串联一个限流电阻，防止扬声器过热烧毁。

软件实现

蜂鸣器短鸣

#include <REG52.H>#define DELAY_TIME 100typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;sbit BEEP = P1^5; //信号端与P1.5引脚相连void delay(u16 i){while(i--);
}void main(){u8 i = 0;while(1){while(i < DELAY_TIME){BEEP = !BEEP; //内部上拉，初始为1，占空比为50%delay(100); //延时1ms，周期2ms，即频率为500Hzi++;}}
}

通过调节不同的频率，可以得到不同音调的声音；调节占空比，可以控制音量高低。

蜂鸣器功能封装

delay.h

#ifndef _DELAY_H_
#define _DELAY_H_#include <regx52.h>typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;void delay_10us(u16);
void delay_ms(u16);#endif

delay.c

#include "delay.h"/***  @brief  延时函数(10us)*  @param  t:0~65535，循环一次约10us*  @retval 无*/
void delay_10us(u16 t){while(t--);
}/***  @brief 延时函数（ms）*  @param t:0~65535,单位ms*  @retval 无*/
void delay_ms(u16 t){while(t--){delay_10us(100);}
}

beep.h

#ifndef _BEEP_H_
#define _BEEP_H_#include "delay.h"sbit BEEP_PORT = P1^5;void beep_once(u8, u16);#endif

beep.c

#include "beep.h"/***  @brief 蜂鸣器单响*  @param t 持续时长, fre 频率HZ*  @retval*/
void beep_once(u8 t, u16 fre){while(t--){BEEP_PORT = !BEEP_PORT; // 取反delay_10us(1e5/2/fre);}
}

main.c

#include "beep.h"void main(){// 以1000Hz频率，50%占空比，持续时间约1sbeep_once(100, 1000);while(1);
}

蜂鸣器和扬声器本身的控制很简单，它也经常和其他元器件一起搭配使用，因此建议大家封装好蜂鸣器模块的相关函数，需要的时候直接调用即可。

总结

本章相对轻松，了解了蜂鸣器和扬声器的主要类别与驱动方式。继续加油！

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