1.電壓式蜂鳴器壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。
多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后(1.5~15V直流工作電壓),多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號,阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。
壓電蜂鳴片
由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極,經(jīng)極化和老化處理后,再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。
2.電磁式蜂鳴器電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。
接通電源后,振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動發(fā)聲。
蜂鳴器工作發(fā)聲原理
蜂鳴器的發(fā)聲原理由振動裝置和諧振裝置組成,而蜂鳴器又分為無源他激型與有源自激型。
無源他激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理是:方波信號輸入諧振裝置轉(zhuǎn)換為聲音信號輸出,無源他激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理如下:
有源自激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理是:直流電源輸入經(jīng)過振蕩系統(tǒng)的放大取樣電路在諧振裝置作用下產(chǎn)生聲音信號,有源自激型蜂鳴器的工作發(fā)聲原理如下:
使用SH69P43為控制芯片,使用4MHz晶振作為主振蕩器。
PORTC.3/T0作為I/O口通過三極管Q2來驅(qū)動蜂鳴器LS1,而PORTC.2/PWM0則作為PWM輸出口通過三極管Q1來驅(qū)動蜂鳴器LS2。另外在PORTA.3和PORTA.2分別接了兩個按鍵,一個是PWM按鍵,是用來控制PWM輸出口驅(qū)動蜂鳴器使用的;另一個是PORT按鍵,是用來控制I/O口驅(qū)動蜂鳴器使用的。連接按鍵的I/O口開上拉電阻。
軟件設(shè)計方法
先分析一下蜂鳴器。所使用的蜂鳴器的工作頻率是2000Hz,也就是說蜂鳴器的驅(qū)動信號波形周期是500μs,由于是1/2duty的信號,所以一個周期內(nèi)的高電平和低電平的時間寬度都為250μs。軟件設(shè)計上,我們將根據(jù)兩種驅(qū)動方式來進行說明。
a)PWM輸出口直接驅(qū)動蜂鳴器方式
由于PWM只控制固定頻率的蜂鳴器,所以可以在程序的系統(tǒng)初始化時就對PWM的輸出波形進行設(shè)置。
要根據(jù)SH69P43的PWM輸出的周期寬度是10位數(shù)據(jù)來選擇PWM時鐘。系統(tǒng)使用4MHz的晶振作為主振蕩器,一個tosc的時間就是0.25μs,若是將PWM的時鐘設(shè)置為tosc的話,則蜂鳴器要求的波形周期500μs的計數(shù)值為500μs/0.25μs=(2000)10=(7D0)16,7D0H為11位的數(shù)據(jù),而SH69P43的PWM
輸出周期寬度只是10位數(shù)據(jù),所以選擇PWM的時鐘為tosc是不能實現(xiàn)蜂鳴器所要的驅(qū)動波形的。
這里我們將PWM的時鐘設(shè)置為4tosc,這樣一個PWM的時鐘周期就是1μs了,由此可以算出500μs對應(yīng)的計數(shù)值為500μs/1μs=(500)10=(1F4)16,即分別在周期寄存器的高2位、中4位和低4位三個寄存器中填入1、F和4,就完成了對輸出周期的設(shè)置。再來設(shè)置占空比寄存器,在PWM輸出中占空比的實現(xiàn)是
通過設(shè)定一個周期內(nèi)電平的寬度來實現(xiàn)的。當(dāng)輸出模式選擇為普通模式時,占空比寄存器是用來設(shè)置高電平的寬度。250μs的寬度計數(shù)值為250μs/1μs=(250)10=(0FA)16。只要在占空比寄存器的高2位、中4位和低4位中分別填入0、F和A就可以完成對占空比的設(shè)置了,設(shè)置占空比為1/2duty。
以后只要打開PWM輸出,PWM輸出口自然就能輸出頻率為2000Hz、占空比為1/2duty的方波。
b)I/O口定時翻轉(zhuǎn)電平驅(qū)動蜂鳴器方式
使用I/O口定時翻轉(zhuǎn)電平驅(qū)動蜂鳴器方式的設(shè)置比較簡單,只要對波形分析一下。由于驅(qū)動的信號剛好為周期500μs,占空比為1/2duty的方波,只要每250μs進行一次電平翻轉(zhuǎn),就可以得到驅(qū)動蜂鳴器的方波信號。在程序上,可以使用TIMER0來定時,將TIMER0的預(yù)分頻設(shè)置為/1,選擇TIMER0的為系統(tǒng)時鐘(主振蕩器時鐘/4),在TIMER0的載入/計數(shù)寄存器的高4位和低4位分別寫入00H和06H,就能將TIMER0的中斷設(shè)置為250μs。當(dāng)需要I/O口驅(qū)動的蜂鳴器鳴叫時,只要在進入TIMER0中斷的時候?qū)υ揑/O口的電平進行翻轉(zhuǎn)一次,直到蜂鳴器不需要鳴叫的時候,將I/O口的電平設(shè)置為低電平就可以了。不鳴叫時將I/O口的輸出電平設(shè)置為低電平是為了以防漏電。
制作工藝
電磁式蜂鳴器工藝流程:
磁環(huán)老化(包括時效老化和高低溫老化)、清磁、鉚插針、插針、加錫、點骨架、繞線、膠磁環(huán)、點焊(貼片式)或膠線路板(插針式)、通斷測試、點焊處加錫、焊點涂703膠水、清磁、半成品高低溫老化、裝配(裝上膜片,裝入塑殼)、一次測試(12VDC高16VDC低4.5VDC)、澆環(huán)氧、切腳、測聽、工裝老化、高溫聲波測試、三次測試、印字、外觀檢查、交收檢驗、貼封口紙、包裝
壓電式蜂鳴器工藝流程:
壓電片量電容、組容表量、焊壓電片導(dǎo)線、放壓電片、澆壓電片、1600H、膠、蓋蓋板、測試、澆環(huán)氧、老化、測聽、印字、外觀檢查、貼封口紙、包裝