【普中DSP28335开发攻略】-- 第 9 章蜂鸣器实验

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在前面章节中我们已经介绍了如何控制 F28335 的 IO 口输出高低电平，本章我们通过另外一个实验来讲述 F28335 IO 口的输出。通过 F28335 芯片的一个IO 口控制板载无源蜂鸣器 , 实现蜂鸣器控制。学习本章可以参考" tms320f28335(中文版).pdf" 的"4.13 GPIO MUX" 章节和" TMS320x2833x, 2823x System Control and Interrupts Reference Guide (Rev. D).pdf" 的"6 General-Purpose Input/Output (GPIO)" 章节，特别是在涉及到寄存器功能部分，或者参考前面 LED 实验章节。若结合视频学习效果更佳。本章分为如下几部分内容：

[9.1 蜂鸣器介绍](#9.1 蜂鸣器介绍)

[9.2 硬件设计](#9.2 硬件设计)

[9.3 软件设计](#9.3 软件设计)

[9.3.1 蜂鸣器初始化函数](#9.3.1 蜂鸣器初始化函数)

[9.3.2 主函数](#9.3.2 主函数)

[9.4 实验现象](#9.4 实验现象)

9.1 蜂鸣器介绍

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。

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。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后（ 1.5~15V 直流工作电压），多谐振荡器起振,输出 1.5～5kHZ 的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

电磁式蜂鸣器由振荡器、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。

其实一句话就可概括它们之间的区别，想要压电式蜂鸣器发声，需提供一定频率的脉冲信号；想要电磁式蜂鸣器发声，只需提供电源即可。

我们 PZ-DSP28335-L 开发板上使用的蜂鸣器是无源蜂鸣器，属于压电式蜂鸣器类型。这里说的有源，并不是指电源的意思，而是指蜂鸣器内部是否含有振荡电路，有源蜂鸣器内部自带振荡电路，只需提供电源即可发声，而无源蜂鸣器则需提供一定频率的脉冲信号才能发声，频率大小通常在 1.5-5KHz 之间。有源蜂鸣器实物图如下图所示：

如果给有源蜂鸣器加一个 1.5-5KHz 的脉冲信号，同样也会发声，而且改变这个频率，就可以调节蜂鸣器音调，产生各种不同音色、音调的声音。如果改变输出电平的高低电平占空比，则可以改变蜂鸣器的声音大小。

9.2 硬件设计

在前面章节中我们已经对 F28335 的 GPIO 做了简单介绍，并且还使用了其中 IO 口直接控制开发板上的 LED。对于本章要实现蜂鸣器的控制，我们能否直接使用 F28335 的 IO 口驱动呢？根据 F28335 芯片数据手册可知，单个 IO 口的最大输出电流是 25mA，而蜂鸣器的驱动电流是 30mA 左右，两者非常接近，有的朋友就想直接用 IO 口来驱动，但是有没有考虑到整个芯片的输出电流，整个芯片的输出电流最大也就 150mA，如果在驱动蜂鸣器上就耗掉了 30mA，那么芯片其他的 IO 口及外设电流就非常拮据了。所以我们不会直接使用 IO 口驱动蜂鸣器，而是通过三极管把电流放大后再驱动蜂鸣器，这样 F28335 的 IO 口只需要提供不到 1mA 的电流就可控制蜂鸣器。所以我们也经常说到 F28335 芯片是用来做控制的，而不是驱动。

我们 PZ-DSP28335-L 开发板上的蜂鸣器模块电路如下图所示：

从上图可以看到，无源蜂鸣器的控制需要给其一定频率的脉冲才能发声，仅给一个高电平或者低电平是不能发声的，因此蜂鸣器模块电路直接将 F28335 引脚接在 ULN2003 驱动芯片的输入口上，对应通道的输出连接蜂鸣器（ULN2003 芯片的功能我们先不介绍，大家只要知道该芯片可用于驱动一些大功率器件，并且输入信号与输出信号是反向的，即输入为高，输出为低）。无需考虑外界对 GPIO6脚产生的高低电平会对蜂鸣器发声干扰。如果自己在设计电路时使用的是有源蜂鸣器，它只要有电源就会发声，因此就必须考虑外界对 GPIO6 引脚电平的干扰问题。通常我们会在控制蜂鸣器管脚上接一个上拉电阻，用来防止蜂鸣器误发声。可参考下图电路，当 BUZ 引脚输出低电平时， PNP 三极管导通，蜂鸣器发声；当BUZ 引脚输出高电平时， PNP 三极管截止，蜂鸣器停止发声。

9.3 软件设计

本章所要实现的功能是：让蜂鸣器发出声音，即让 F28335 的 GPIO6 管脚输出一定频率的脉冲信号。即间隔一定时间翻转 GPIO6 输出电平状态。程序框架如下：

（1）初始化蜂鸣器控制 IO 口（使能对应 IO 外设时钟、配置 IO 为普通 IO功能和输出模式、上拉设置等）

（2）蜂鸣器控制程序

和前面章节一样，我们从上一章程序模板拷贝一份，并将文件夹命名为"Example04_DSP2833x_BEEP" ，打开 CCS 软件，将工程导入进来，并将工程名修改成与文件夹一致，在后面的章节中我们不在重复叙述该部分内容，而直接进入程序的设计。打开"E:\DSP8233x_ProjectExample\DSP2833x_Example\Example04_DSP2833x_BEEP " 工程，在 APP 文件夹内可以看到又新建了一个 beep 文件夹，这个在前面 LED实验的时候也说过为什么要这样操作。

这里我们分析几个重要函数，其他部分程序大家可以打开工程查看。

9.3.1 蜂鸣器初始化函数

我们打开工程中 beep.c 文件，里面代码如下：

cpp 复制代码

#include "beep.h"

void BEEP_Init(void)
{
    EALLOW;
    //BEEP 端口配置
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO6=0;
    GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO6=1;
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO6=0;
    EDIS;
    GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO6=1;
}

BEEP_Init()函数用来初始化蜂鸣器的端口及时钟，并使 GPIO6 口默认输出一个低电平。打开 beep.h，可以看到如下代码：

cpp 复制代码

#ifndef BEEP_H_
#define BEEP_H_

#include "DSP2833x_Device.h" // DSP2833x 头文件
#include "DSP2833x_Examples.h" // DSP2833x 例子相关头文件

#define BEEP_ON (GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO6=1)
#define BEEP_OFF (GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO6=1)
#define BEEP_TOGGLE (GpioDataRegs.GPATOGGLE.bit.GPIO6=1)

void BEEP_Init(void);

#endif /* BEEP_H_ */

里面就将蜂鸣器的 GPIO 管脚控制进行了宏定义，这样做是方便大家阅读和移植程序。

9.3.2 主函数

编写好蜂鸣器初始化函数后，接下来就可以编写主函数来进行控制了， main.c 内程序代码如下：

cpp 复制代码

#include "DSP2833x_Device.h" // DSP2833x Headerfile Include File
#include "DSP2833x_Examples.h" // DSP2833x Examples Include File
#include "leds.h"
#include "beep.h"

void main()
{
    int i=0;
    InitSysCtrl();
    LED_Init();
    BEEP_Init();
    while(1)
    {
        i++;
        BEEP_TOGGLE;
        if(i%1000==0)
        {
            LED1_TOGGLE;
        } 
        DELAY_US(100);
    }
}

主函数实现的功能比较简单，首先将使用到的外设硬件进行初始化，然后进入 while 循环，间隔 100us 对蜂鸣器管脚电平翻转，这样就产生了一个频率为5KHz 的脉冲，因此无源蜂鸣器就会发声，当然有源蜂鸣器的控制可以更简单，只需要给它一个低电平即可。同时间隔 100ms 对 led1 管脚电平翻转，因为使用到了 DELAY_US 延时函数，所以在工程中要添加"DSP2833x_usDelay.asm" 文件，该函数的使用非常简单，从函数名即可知道其功能是 us 级延时函数，使用该函数的前提是 InitSysCtrl()函数内必须配置系统时钟为 150MHZ，大家有兴趣也可以进入到 DELAY_US 函数看其实现过程。所以在我们后面需要延时的程序都会使用该函数，非常方便实用，后面就不重复。

9.4 实验现象

使用仿真器将开发板和电脑连接成功后，把编写好的程序编译后，如果没有报错即可将点击仿真调试，程序即会写入到芯片的 RAM 内，运行结果是蜂鸣器发声，同时 D1 指示灯闪烁。当系统断电后，程序不会继续执行，因为我们现在使用的是仿真调试，即程序写入到 RAM 内，而非 FLASH。

【普中DSP28335开发攻略】-- 第 9 章 蜂鸣器实验

9.1 蜂鸣器介绍

9.2 硬件设计

9.3 软件设计

9.3.1 蜂鸣器初始化函数

9.3.2 主函数

9.4 实验现象

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