原创用单片机驱动蜂鸣器唱歌

 2009-6-2 22:24  5563 7 7 分类: MCU/ 嵌入式

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。

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，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。