使用gpio输出驱动蜂鸣器出现破音_探索者 STM32F407 开发板资料连载第七章 蜂鸣器实验...
1)实验平台:探索者 STM32F407 开发板
2)摘自《STM32F4 开发指南(HAL 库版)》关注官方微信号公众号,获取更多资料:正点原子
第七章 蜂鸣器实验
上一章,我们介绍了 STM32F4 的 IO 口作为输出的使用,这一章,我们将通过另外一个例
子讲述 STM32F4 的 IO 口作为输出的使用。在本章中,我们将利用一个 IO 口来控制板载的有
源蜂鸣器,实现蜂鸣器控制。通过本章的学习,你将进一步了解 STM32F4 的 IO 口作为输出口
使用的方法。本章分为如下几个小节:
7.1 蜂鸣器简介
7.2 硬件设计
7.3 软件设计
7.4 下载验证
7.1 蜂鸣器简介
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、
复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣
器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
探索者 STM32F4 开发板板载的蜂鸣器是电磁式的有源蜂鸣器,如图 7.1.1 所示:
图 7.1.1 有源蜂鸣器
这里的有源不是指电源的“源”,而是指有没有自带震荡电路,有源蜂鸣器自带了震荡电路,
一通电就会发声;无源蜂鸣器则没有自带震荡电路,必须外部提供 2~5Khz 左右的方波驱动,
才能发声。
前面我们已经对 STM32F4 的 IO 做了简单介绍,上一章,我们就是利用 STM32 的 IO 口直
接驱动 LED 的,本章的蜂鸣器,我们能否直接用 STM32 的 IO 口驱动呢?让我们来分析下:
STM32F4 的单个 IO 最大可以提供 25mA 电流(来自数据手册),而蜂鸣器的驱动电流是 30mA
左右,两者十分相近,但是全盘考虑,STM32F4 整个芯片的电流,最大也就 150mA,如果用
IO 口直接驱动蜂鸣器,其他地方用电就得省着点了…所以,我们不用 STM32F4 的 IO 直接驱动
蜂鸣器,而是通过三极管扩流后再驱动蜂鸣器,这样 STM32F4 的 IO 只需要提供不到 1mA 的
电流就足够了。
IO 口使用虽然简单,但是和外部电路的匹配设计,还是要十分讲究的,考虑越多,设计就
越可靠,可能出现的问题也就越少。
本章将要实现的是控制 ALIENTEK 探索者 STM32F4 开发板上的蜂鸣器发出:“嘀”…
“ 嘀”…的间隔声,进一步熟悉 STM32F4 IO 口的使用。
7.2 硬件设计
本章需要用到的硬件有:
1)指示灯 DS0
2)蜂鸣器
DS0 在上一章已有介绍,而蜂鸣器在硬件上也是直接连接好了的,不需要经过任何设置,
直接编写代码就可以了。蜂鸣器的驱动信号连接在 STM32F4 的 PF8 上。如图 7.2.1 所示:
图 7.2.1 蜂鸣器与 STM32F4 连接原理图
图中我们用到一个 NPN 三极管(S8050)来驱动蜂鸣器,R61 主要用于防止蜂鸣器的误发
声。当 PF.8 输出高电平的时候,蜂鸣器将发声,当 PF.8 输出低电平的时候,蜂鸣器停止发声。
7.3 软件设计
大家可以直接打开本实验工程。也可以按下面的步骤在实验 1 的基础上新建蜂鸣器实验工
程。复制上一章的 LED 实验工程,然后打开 USER 目录,把目录下面工程 LED. uvproj 重命名
为 BEEP.uvproj。,然后在 HARDWARE 文件夹下新建一个 BEEP 文件夹,用来存放与蜂鸣器相
关的代码。如图 7.3.1 所示:
图 7.3.1 在 HARDWARE 下新增 BEEP 文件夹
然后我们打开 USER 文件夹下的 BEEP.uvprojj 工程,按
按钮新建一个文件,然后保存在
HARDWARE→BEEP 文件夹下面,保存为 beep.c。在该文件中输入如下代码:
#include "beep.h"//初始化 PF8 为输出.并使能时钟//LED IO 初始化void BEEP_Init(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure; __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();//开启 GPIOF 时钟 GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_8;//PF8 GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //推挽输出 GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;//上拉 GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;//高速 HAL_GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_Initure); HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);//蜂鸣器对应引脚 GPIOF8 拉低,}
这段代码 仅包含 1 个函数:void BEEP_Init(void),该函数的作用就是使能 PORTF 的时钟,
然后调用 GPIO_Init 函数,配置 PF8 为推挽输出。IO 口的初始化跟上一讲跑马灯实验非常类似,
这里我们就不做过多讲解。
保存 beep.c 代码,然后我们按同样的方法,新建一个 beep.h 文件,也保存在 BEEP 文件夹
下面。在 beep.h 中输入如下代码:
#ifndef __BEEP_H#define __BEEP_H#include "sys.h"//LED 端口定义#define BEEP PFout(8) // 蜂鸣器控制 IOvoid BEEP_Init(void);//初始化#endif
和上一章一样,我们这里还是通过位带操作来实现某个 IO 口的输出控制,BEEP 就直接代
表了 PF8 的输出状态。我们只需要令 BEEP=1,就可以让蜂鸣器发声。
将 beep.h 也保存。接着,我们把 beep.c 加入到 HARDWARE 这个组里面,这一次我们通过
双击的方式来增加新的.c 文件,双击 HARDWARE,找到 beep.c,加入到 HARDWARE 里面,
如图 7.3.2 所示:
图 7.3.2 将 beep.c 加入 HARDWARE 组下
可以看到 HARDWARE 文件夹里面多了一个 beep.c 的文件,然后还是用老办法(头文件包
含路径,见 3.3.2 节或者上一讲的图 6.3.11)把 beep.h 头文件所在的路径加入到工程里面。回到
主界面,在 main.c 里面编写如下代码:
#include "sys.h"#include "delay.h"#include "usart.h"#include "led.h"#include "beep.h"int main(void){HAL_Init(); //初始化 HAL 库 Stm32_Clock_Init(336,8,2,7); //设置时钟,168Mhzdelay_init(168); //初始化延时函数LED_Init(); //初始化 LEDBEEP_Init(); //初始化蜂鸣器while(1){HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);// DS0 拉低,亮 等同 LED0=0;HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);// BEEP 引脚拉低, 等同 BEEP=0;delay_ms(300); //延时 300msHAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);//DS0 拉高,灭 等同 LED0=1;HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);//BEEP 引脚拉高,等同 BEEP=1;delay_ms(300); //延时 300ms}}
注意要将 BEEP 文件夹加入头文件包含路径,不能少,否则编译的时候会报错。这段代码
就是通过库函数 HAL_GPIO_WritePin 实现前面 7.1 节所阐述的功能,同时加入了 DS0(LED0)
的闪烁来提示程序运行(后面的代码,我们基本都会加入这个),整个代码比较简单。 对于这
两个函数的使用,在我们第六章跑马灯实验,我们已经做了非常详细的讲解,大家可以翻过去
仔细学习。
然后按
,编译工程,得到结果如图 7.3.3 所示:
图 7.3.3 编译结果
可以看到没有错误,也没有警告。接下来,大家就可以下载验证了。如果有 STLINK,则
可以用 STLINK 进行在线调试(需要先下载代码),单步查看代码的运行,STM32F4 的在线调
试方法介绍,参见:3.4.2 节。
7.4 下载验证
同样,我们通过 flymcu 下载代码,下载完代码,可以看到 DS0 亮的时候蜂鸣器不叫,而
DS0 灭的时候,蜂鸣器叫(因为他们的有效信号相反)。间隔为 0.3 秒左右,符合预期设计。
至此,我们的本章的学习就结束了。本章,作为 STM32F4 的入门第二个例子,进一步介
绍了 STM32F4 的 IO 作为输出口的使用方法,同时巩固了前面知识的学习。希望大家在开发板
上实际验证一下,从而加深印象。
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