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光二極管。
多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成。當接通電源后(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,振蕩器產生的音頻信號電流通過電磁線圈,使電磁線圈產生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動發聲。
蜂鳴器工作發聲原理
蜂鳴器的發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聲原理是:方波信號輸入諧振裝置轉換為聲音信號輸出,無源他激型蜂鳴器的工作發聲原理如下:
有源自激型蜂鳴器的工作發聲原理是:直流電源輸入經過振蕩系統的放大取樣電路在諧振裝置作用下產生聲音信號,有源自激型蜂鳴器的工作發聲原理如下:
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來驅動蜂鳴器LS1,而PORTC.2/PWM0則作為PWM輸出口通過三極管Q1來驅動蜂鳴器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輸出口驅動蜂鳴器使用的;另一個是PORT按鍵,是用來控制I/O口驅動蜂鳴器使用的。連接按鍵的I/O口開上拉電阻。
軟件設計方法
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動信號波形周期是500μs,由于是1/2duty的信號,所以一個周期內的高電平和低電平的時間寬度都為250μs。軟件設計上,我們將根據兩種驅動方式來進行說明。
a)PWM輸出口直接驅動蜂鳴器方式
由于PWM只控制固定頻率的蜂鳴器,所以可以在程序的系統初始化時就對PWM的輸出波形進行設置。
要根據SH69P43的PWM輸出的周期寬度是10位數據來選擇PWM時鐘。系統使用4MHz的晶振作為主振蕩器,一個tosc的時間就是0.25μs,若是將PWM的時鐘設置為tosc的話,則蜂鳴器要求的波形周期500μs的計數值為500μs/0.25μs=(2000)10=(7D0)16,7D0H為11位的數據,而SH69P43的PWM
輸出周期寬度只是10位數據,所以選擇PWM的時鐘為tosc是不能實現蜂鳴器所要的驅動波形的。
這里我們將PWM的時鐘設置為4tosc,這樣一個PWM的時鐘周期就是1μs了,由此可以算出500μs對應的計數值為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置。再來設置占空比寄存器,在PWM輸出中占空比的實現是
通過設定一個周期內電平的寬度來實現的。當輸出模式選擇為普通模式時,占空比寄存器是用來設置高電平的寬度。250μs的寬度計數值為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置了,設置占空比為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口定時翻轉電平驅動蜂鳴器方式
使用I/O口定時翻轉電平驅動蜂鳴器方式的設置比較簡單,只要對波形分析一下。由于驅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,就可以得到驅動蜂鳴器的方波信號。在程序上,可以使用TIMER0來定時,將TIMER0的預分頻設置為/1,選擇TIMER0的為系統時鐘(主振蕩器時鐘/4),在TIMER0的載入/計數寄存器的高4位和低4位分別寫入00H和06H,就能將TIMER0的中斷設置為250μs。當需要I/O口驅動的蜂鳴器鳴叫時,只要在進入TIMER0中斷的時候對該I/O口的電平進行翻轉一次,直到蜂鳴器不需要鳴叫的時候,將I/O口的電平設置為低電平就可以了。不鳴叫時將I/O口的輸出電平設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、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、焊壓電片導線、放壓電片、澆壓電片、1600H、膠、蓋蓋板、測試、澆環氧、老化、測聽、印字、外觀檢查、貼封口紙、包裝