您现在的位置是:首页 >其他 >51单片机入门_08_蜂鸣器(蜂鸣器原理;三极管做开关的应用方法(原理后期详细补充);单片机它不是功率器件,它适合做控制用,不适合驱动功率器件;上拉电阻;电机不能直接接到VCC和GND)网站首页其他
51单片机入门_08_蜂鸣器(蜂鸣器原理;三极管做开关的应用方法(原理后期详细补充);单片机它不是功率器件,它适合做控制用,不适合驱动功率器件;上拉电阻;电机不能直接接到VCC和GND)
本篇学习一个新的器件-蜂蜜器,蜂鸣器在老版的DS1302也讲过,蜂鸣器主要做产生提示音作用。
文章目录
1. 蜂呜器工作原理
1.1 蜂鸣器的结构原理
供电后薄膜吸合,没电后弹开,从而产生周期性的蜂鸣声。对于有源蜂鸣器,振荡器会发出一定频率的方波,使得金属薄片吸合弹开,产生一定频率的声音;对于无源蜂鸣器可以通过IO口产生不同的频率,发出的声音也就不同。蜂鸣器和扬声器的原理都差不多,但是只能播放出一定频率的声音。
1.压电式蜂鸣器 :使用较少,价格便宜
压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光极管。
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后(1.5到15V直流工作电压),多谐振荡器起振,输出 1.5~2.5kHZ 的音频信号,阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极,经极化和老化处理后,再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
2.电磁式蜂鸣器 :家电中多用
电磁式蜂鸣器由振荡器(有振荡器的称为有源蜂蜜器,否则称为无源蜂鸣器)、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。
(1) 制备电磁铁M:在长约6厘米的铁螺栓上绕 100圈导线,线端留下5厘米作引线,用透明胶布把线圈粘好,以免线圈松开,再用胶布把它粘在一个盒子上,电磁铁就做好了。
1.2 蜂鸣器介绍
有源蜂鸣器底部橡胶封装,无源蜂鸣器则是PCB板直接外露
区别:
这里的“源”不是指电源。而是指震荡源。
也就是说,有源蜂鸣器内部带震荡源,所以只要一通电就会叫。而无源内部不带震荡源,所以如果用直流信号无法令其鸣叫。必须用2K~5K的方波去驱动它。 有源蜂鸣器往往比无源的贵,,就是因为里面多个震荡电路,
2. 三极管工作原理
三极管的开关作用:
上图分别为直插式和贴片式封装,开发板常用贴片式
三极管8550是一种常用的普通三极管。 它是一种低电压,大电流,小信号的PNP型硅三极管
主要用途:开关应用、射频放大
三极管又分为PNP和NPN型,驱动蜂鸣器我们希望是低电压导通的所以使用的是PNP型的三极管。
主要讲PNP怎么去做开关呢?
开关对应两种工作状态:截止和饱和
当B极流过大于1mA的电流,三极管的E和C之间导通,处于一个饱和状态;当E和B之间没有电流,E和C之间就是截止状态也就是断开状态。根据箭头指向来判断为哪种类型的三极管(此处需要自行进行补充知识)
3. 本节相关原理图分析
3.1 蜂蜜器电路工作原理
Q1为PNP的三极管,当E–>B通过的电流IB大于1mA电流或者E极电压大于B极0.7v,E和C之间导通,此时蜂鸣器发出声音
电阻102也就是10x10^2=1000欧姆限流电阻(保护IO口),P23网络标号表示接到单片机P23的IO口上,由于单片机内部P2口实带有上拉电阻
(后期会讲)使得P23默认输出为5v电压,B极5v,E极VCC默认也是5v,此时由于不满足E极电压大于B极0.7v,此时三极管处于截止状态,蜂鸣器不发生,当控制使得P23输出一个逻辑0,此时CE之间导通,蜂鸣器得到5v的工作电源
3.2 单片机它不是功率器件,它适合做控制用,不适合驱动功率器件
有人会说为什么不用P23连接蜂鸣器,然后控制IO口来控制蜂鸣器是否发出声音?
此处需要明确一个概念:单片机它不是功率器件,它适合做控制用,不适合驱动功率器件
IO口虽然是5v,但它是通过上拉电阻到5v,输出5v的时候,电流是很小的,以下是一个示意图
上拉电阻很大,但是电流很小,不足以拉起蜂鸣器
此处 讲到不要将马达直接接到开发板的VCC和GND引脚
因为马达内部相当于电感,马达工作的时候是电源供过去,使得线圈产生磁场转子转动,当期不工作的时候,由于其有电感的特性,会产生很高的反电动势,这样就会损坏开发板
4. 实践编程
给P23的IO口输入一个逻辑0就可以实现EC之间的导通,使得蜂鸣器发声,类似于上节课中控制IO实现流水灯的效果。此处我没有实际操作,比较简单。