蜂鸣器模块 - 技术栈

1.蜂鸣器介绍（我们这个开发板是无源蜂鸣器）

蜂鸣器是一种将电信号转换为声音信号的器件，常用来产生设备的按键音、报警音等提示信号

蜂鸣器按驱动方式可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器

有源蜂鸣器：内部自带振荡源，将正负极接上直流电压即可持续发声，频率固定

无源蜂鸣器：内部不带振荡源，需要控制器提供振荡脉冲才可发声，调整提供振荡脉冲的频率，可发出不同频率的声音

2.驱动电路

三极管驱动：左图NPN型给高电平（1）导通给低电平（0）断开，右图PNP型给低电平（0）导通给高电平（1）断开。数字电路R1限流电阻，让电路饱和就行了要求不高1KΩ足够

集成电路驱动：我们的开发板就是这种驱动方式。因为单片机的I/O不能直接驱动蜂鸣器，所以要经过ULN2003（驱动芯片）

3.ULN2003

给1输出0，这个0才有驱动能力，所以这个ULN2003芯片逻辑是取反的

4.键盘与音符对照

C~B、c~b、c1~b1、c2~c3分为这四组；不同组相差8度，例如：c1到c2升高8度，c1到c降低8度；从上面看白黑、白黑、白白......每相邻的两个键是相差半音的关系；从下面看C到D这样相邻的两个键是全音的关系；白键（音高）表示：简谱中的1对应中央C1，简谱升高8度为i表示C2，简谱升高两个8度上面加两个点，简谱一个降低8度下面加一个点，简谱降低2个8度下面加两个点；黑键表示：升高半音的符号#，降低半音的符号b，白键升高半音或着降低半音就可以到黑键

1=C四分之四，C调，从下往上读，以四分音符为一拍，每小节有四拍；-表示时长，665-中的5-表示5占2个拍子的时长，221-中的1-表示占了2个拍子的时长，意思是1-这个音的时间是2这个音的两倍

音符：以四分音符为标准500ms，那么半音符就是1s，全音符就是2s，八分音符是250ms。例如：2表示四分音符，2-表示半音符，2----表示全音符。2加下划线表示八分音符，十六音符和三十二音符以八音符类推

1=D四分之四，D调，从下往上读，以四分音符为一拍，每小节有四拍；音符i. 表示500+250s。第14节的圆弧表示，延音，按下去不放

5.音符与频率对照表（不完整）

虽然，不完整，但足以实现我们的蜂鸣器播放音乐功能，完整的可以自行查找

C调全白键，其他调有黑键；中音1表示c1，中音1#表示c1右上角的黑键，以此类推；这个表代表钢琴键盘的c到c3的黑白键盘

我们以a的频率，也就是低音6，当做一个基准频率。从基准频率，开始往上每个数除以下面一个数的2^12次方，往下就是乘以每个数的上一个数的2^12次方，这就是12频分（这是乐理知识，了解即可）。周期=1/频率*1000000。第二张图是重装载值表。

6.蜂鸣器波播发提示音代码

第一步：

延迟模块、数码管（8字灯）、按键模块复制粘贴到现在的工程

实现

第二步：

蜂鸣器模块化代码

最终代码：

模块：

Buzzer.c

cs 复制代码

#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>

//蜂鸣器端口：
sbit Buzzer=P1^5;

/**
  * @brief  蜂鸣器私有延时函数，延时500us
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Buzzer_Delay500us()		//@12.000MHz
{
	unsigned char i;

	_nop_();
	i = 247;
	while (--i);
}

/**
  * @brief  蜂鸣器发声
  * @param  ms 发声的时长，范围：0~32767
  * @retval 无
  */
void Buzzer_Time(unsigned int ms)
{
	unsigned int i;
	for(i=0;i<ms*2;i++)
	{
		Buzzer=!Buzzer;
		Buzzer_Delay500us();
	}
}

Buzzer.h

cs 复制代码

#ifndef __BUZZER_H__
#define __BUZZER_H__

void Buzzer_Time(unsigned int ms);

#endif

main.c

cs 复制代码

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "Key.h"
#include "Nixie.h"
#include "Buzzer.h"

unsigned char KeyNum;

void main()
{
	Nixie(1,0);
	while(1)
	{
		KeyNum=Key();
		if(KeyNum)
		{
			Buzzer_Time(100);
			Nixie(1,KeyNum);
		}
	}
}

7.音乐代码

小星星代码

第一步：

定时器模块、延迟模块复制粘贴到项目工程

第二步：

在定时器模块中的TL0和TH0只有第一次的时间，也就是只中断第一次。在这个工程里面无关紧要

第三步：

这里蜂鸣器不模块化，单片机性能有限，干了这个就干不了别的了

第四步：

在定时器模块内复制中断函数到主函数，将蜂鸣器的端口翻转加入定时器模块

第五步：

在中断函数里面的TL0和TH0才是这个工程的关键，才是决定以后的第一次以后的中断时间，改这里的值。中断TL0\TH0计数来一个脉冲就计数，时钟，一个为结束标志位，决定中断时间的，时间一到就中断了；20行代码，半个周期翻转一次

第六步：

定义一个数组，将重装载值加进去；64580重装值，到时间从新中断计数，上面一个例子的钢琴键图下面的图中有计算

第七步：

显示第一个低音

Music数组索引表

第八步：

我们根据小星星的乐谱和重装载值数值，再看Music数组索引表定义一个数组里面放小星星的音谱的Music数组，再定义一个变量MusicSelect表示Music的索引；主函数里面，引用数组，按Music依次取出；为了将每个音符分开，就每个音符发出到下一个音符就关闭打开定时器

第九步：

修改，以1/16音符为1，1/4音符为4，八分音符为4+4（或8）

第十步：

我们以125ms乘Music数组里面的4和4+4的元素，这样就可以达到，乐谱里面的拍子。逻辑是怎样的，就第一次循环而言，重装载值数组取12，++后，Delay取4，这样一直循环就完成了一个曲子

第十一步：

定义一个宏，放入Dealy里面，放变改变频率。我们还要在重装载值数组里面定义一个休止符0

因为重装载值数组改动了，所以Music数组也要改动。加入一个结束标志，让音乐停止，不然就数组越界了。也可以在主函数最后，归零重新播放

优化：将重装载值表的低音、中音、高音定义宏，休止符定义宏为P，以后看其他谱子写入Music数组会方便很多

天空之城代码：

天空之城代码和小星星代码，逻辑是一样的。把定义的宏改成500，然后，看音谱重新填入code Music数组（因为Music数组内存不够，所以要存入Flash里面，Flash有8K，但是只能读不能改）即可

最终代码：

模块：

main.c

cs 复制代码

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "Timer0.h"

//蜂鸣器端口定义
sbit Buzzer=P1^5;

//播放速度，值为四分音符的时长(ms)
#define SPEED	500

//音符与索引对应表，P：休止符，L：低音，M：中音，H：高音，下划线：升半音符号#
#define P	0
#define L1	1
#define L1_	2
#define L2	3
#define L2_	4
#define L3	5
#define L4	6
#define L4_	7
#define L5	8
#define L5_	9
#define L6	10
#define L6_	11
#define L7	12
#define M1	13
#define M1_	14
#define M2	15
#define M2_	16
#define M3	17
#define M4	18
#define M4_	19
#define M5	20
#define M5_	21
#define M6	22
#define M6_	23
#define M7	24
#define H1	25
#define H1_	26
#define H2	27
#define H2_	28
#define H3	29
#define H4	30
#define H4_	31
#define H5	32
#define H5_	33
#define H6	34
#define H6_	35
#define H7	36

//索引与频率对照表
unsigned int FreqTable[]={
	0,
	63628,63731,63835,63928,64021,64103,64185,64260,64331,64400,64463,64528,
	64580,64633,64684,64732,64777,64820,64860,64898,64934,64968,65000,65030,
	65058,65085,65110,65134,65157,65178,65198,65217,65235,65252,65268,65283,
};

//乐谱
unsigned char code Music[]={
	//音符,时值,
	
	//1
	P,	4,
	P,	4,
	P,	4,
	M6,	2,
	M7,	2,
	
	H1,	4+2,
	M7,	2,
	H1,	4,
	H3,	4,
	
	M7,	4+4+4,
	M3,	2,
	M3,	2,
	
	//2
	M6,	4+2,
	M5,	2,
	M6, 4,
	H1,	4,
	
	M5,	4+4+4,
	M3,	4,
	
	M4,	4+2,
	M3,	2,
	M4,	4,
	H1,	4,
	
	//3
	M3,	4+4,
	P,	2,
	H1,	2,
	H1,	2,
	H1,	2,
	
	M7,	4+2,
	M4_,2,
	M4_,4,
	M7,	4,
	
	M7,	8,
	P,	4,
	M6,	2,
	M7,	2,
	
	//4
	H1,	4+2,
	M7,	2,
	H1,	4,
	H3,	4,
	
	M7,	4+4+4,
	M3,	2,
	M3,	2,
	
	M6,	4+2,
	M5,	2,
	M6, 4,
	H1,	4,
	
	//5
	M5,	4+4+4,
	M2,	2,
	M3,	2,
	
	M4,	4,
	H1,	2,
	M7,	2+2,
	H1,	2+4,
	
	H2,	2,
	H2,	2,
	H3,	2,
	H1,	2+4+4,
	
	//6
	H1,	2,
	M7,	2,
	M6,	2,
	M6,	2,
	M7,	4,
	M5_,4,
	
	
	M6,	4+4+4,
	H1,	2,
	H2,	2,
	
	H3,	4+2,
	H2,	2,
	H3,	4,
	H5,	4,
	
	//7
	H2,	4+4+4,
	M5,	2,
	M5,	2,
	
	H1,	4+2,
	M7,	2,
	H1,	4,
	H3,	4,
	
	H3,	4+4+4+4,
	
	//8
	M6,	2,
	M7,	2,
	H1,	4,
	M7,	4,
	H2,	2,
	H2,	2,
	
	H1,	4+2,
	M5,	2+4+4,
	
	H4,	4,
	H3,	4,
	H3,	4,
	H1,	4,
	
	//9
	H3,	4+4+4,
	H3,	4,
	
	H6,	4+4,
	H5,	4,
	H5,	4,
	
	H3,	2,
	H2,	2,
	H1,	4+4,
	P,	2,
	H1,	2,
	
	//10
	H2,	4,
	H1,	2,
	H2,	2,
	H2,	4,
	H5,	4,
	
	H3,	4+4+4,
	H3,	4,
	
	H6,	4+4,
	H5,	4+4,
	
	//11
	H3,	2,
	H2,	2,
	H1,	4+4,
	P,	2,
	H1,	2,
	
	H2,	4,
	H1,	2,
	H2,	2+4,
	M7,	4,
	
	M6,	4+4+4,
	P,	4,
	
	0xFF	//终止标志
};

unsigned char FreqSelect,MusicSelect;

void main()
{
	Timer0Init();
	while(1)
	{
		if(Music[MusicSelect]!=0xFF)	//如果不是停止标志位
		{
			FreqSelect=Music[MusicSelect];	//选择音符对应的频率
			MusicSelect++;
			Delay(SPEED/4*Music[MusicSelect]);	//选择音符对应的时值
			MusicSelect++;
			TR0=0;
			Delay(5);	//音符间短暂停顿
			TR0=1;
		}
		else	//如果是停止标志位
		{
			TR0=0;
			while(1);
		}
	}
}

void Timer0_Routine() interrupt 1
{
	if(FreqTable[FreqSelect])	//如果不是休止符
	{
		/*取对应频率值的重装载值到定时器*/
		TL0 = FreqTable[FreqSelect]%256;		//设置定时初值
		TH0 = FreqTable[FreqSelect]/256;		//设置定时初值
		Buzzer=!Buzzer;	//翻转蜂鸣器IO口
	}
}