STM32-PWM驱动无源蜂鸣器

硬件介绍

本期使用到的硬件是一个无源蜂鸣器模块。讲到无源蜂鸣器，对应的还有一种有源蜂鸣器，我们来看看它们的区别。

无源蜂鸣器的特点

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
声音频率可控，可以做出"多来米发索拉西"的效果。
在一些特例中，可以和LED复用一个控制口。

有源蜂鸣器的特点

有源蜂鸣器内部带震荡源，所以只要一通电就会叫
程序控制方便，单片机一个高低电平就可以让其发出声音，而无源蜂鸣器却做不到。
无法发出"多来米发索拉西"的效果。

控制原理

模块原理图简介

接口说明

P1 ：是外部控制信号的输入接口（比如连接单片机的 GPIO 引脚）。
- 引脚 1 接 VCC（电源正极，一般为 3.3V/5V ，给控制逻辑供电）。
- 引脚 2 是控制信号输出端：通过输出高低电平，决定三极管 Q1 的状态。
- 引脚 3 接 GND（电源地，提供回路）。

限流电阻（R1）

R1（1kΩ） ：作用是限制三极管基极电流，保护三极管 Q1 不被过大电流损坏。当 P1 引脚 2 输出高电平时，电流从 VCC → P1-1 → P1-2 → R1 → Q1 基极，R1 起到限流作用，让基极电流处于安全范围。

三极管（Q1，S8550）

Q1（S8550） ：是 PNP 型三极管 ，作为 "电子开关" 使用。
- 导通条件 ：当 P1 引脚 2 输出低电平时，三极管基极电压低于发射极（Q1 发射极接 VCC ），满足 PNP 导通要求，Q1 导通。
- 截止条件 ：当 P1 引脚 2 输出高电平时，基极电压接近 VCC ，三极管截止。

无源蜂鸣器（B1）

B1 ：是无源蜂鸣器（需要外部输入一定频率的方波驱动才能发声）。
- 当 Q1 导通时，电流路径：VCC → Q1 发射极→ Q1 集电极 → B1 → GND ，此时如果控制信号（P1-2）输出一定频率的方波（高低电平交替变化），蜂鸣器会因电流交替通断、内部压电陶瓷片 / 电磁线圈振动而发声。
若控制信号是固定电平（持续高或低），蜂鸣器只会有短暂 "滴答" 声（因只有一次通断），无法持续发声。
占空比在此处对音量有一定量的影响，在相同频率下，占空比的变化会轻微影响蜂鸣器的平均功率输入，从而对音量产生一定调节作用：

占空比越高（高电平时间越长），单位时间内输入的能量越多，音量可能略大；
占空比越低，输入能量越少，音量可能略小。但这种影响远不如频率是否匹配谐振频率，或驱动电压大小对音量的影响显著，因此占空比通常不是调节音量的主要手段。

代码实现

STM32Cubemx配置

无源蜂鸣器连接到STM32的PA1引脚，对应上定时器TIM2的通道2

PWM脉冲频率计算

系统时钟频率72Mhz / 72-1(PSC) = 1Mhz
1M / 500-1(ARR) = 2000Hz

beep.c

cpp 复制代码

#include "beep.h"
extern TIM_HandleTypeDef htim2;

void Beep_On()
{
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2);
}

void Beep_Off()
{
    HAL_TIM_PWM_Stop(&htim2, TIM_CHANNEL_2);
}

beep.h

cpp 复制代码

#ifndef __BEEP_H
#define __BEEP_H

#include "main.h"

void Beep_On();
void Beep_Off();

#endif