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蜂鸣器

简介​

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，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。这节课程中，我们用 Pico:ed 驱动蜂鸣器，让它发出不同的音节，就像警报声一样。

元件清单​

硬件：​

1 × Pico:ed 1 × USB线 1 × 面包板扩展板 1 × 面包板83 × 55mm 1 × 蜂鸣器 1 × TIP 120 NPN 三极管 1 × 100 欧姆电阻 若干杜邦线

主要元件介绍​

蜂鸣器​

蜂鸣器是一种发声器件，它由振动装置和谐振装置组成。按照控制方式分类，可把蜂鸣器又分为有源型与无源型。

有源型蜂鸣器的工作发声原理是：蜂鸣器内部集成振荡系统与放大取样电路，当有直流电源通过蜂鸣器时会使谐振装置产生声音信号，有源型蜂鸣器的工作发声原理图如下：

无源型蜂鸣器的工作发声原理是：方波信号输入谐振装置转换为声音信号输出，无源型蜂鸣器的工作发声原理图如下：

注：本次实验，我们使用的是无源蜂鸣器。

三极管​

三极管是一种控制电流的半导体器件，其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号。

如果直接把 Pico:ed 产生的 PWM 信号输入至蜂鸣器，蜂鸣器只会发出微弱的声音，这是因为IO口的驱动电流通常都是非常微弱的，不足以直接驱动蜂鸣器这类器件。这时候，我们就需要用到三极管将 PWM 信号的电流放大，从而让蜂鸣器能发出正常的声响。 用三极管驱动蜂鸣器，典型应用电路如下：

实验步骤​

硬件连接​

根据下面的图片将你的元件连接起来： 1.将蜂鸣器与100Ω电阻以及三级管串连，连接P0口

连接完成后如图：

程序编程​

编程环境准备请参考：编程环境介绍

代码示例​

# 导入程序所需要的模块
import board
import pwmio
import time

# 设置蜂鸣器所使用的引脚和使用音节播放函数
piezo = pwmio.PWMOut(board.P0_A0, duty_cycle=0,frequency=440, variable_frequency=True)
def play_note(note):
    piezo.frequency = note
    piezo.duty_cycle = 65535 // 2
    time.sleep(0.25)
    piezo.duty_cycle = 0
    time.sleep(0.05)

# 循环播放特定音节
while True:
    play_note(494)
    time.sleep(0.2)
    play_note(262)
    time.sleep(0.2)
    play_note(294)
    time.sleep(0.2)

代码详解​

  1. 导入程序所需要的支持模块。board模块是引脚名称的通用容器，可以通过board模块指定要使用的引脚，该pwmio模块包含提供对基本脉冲 IO 的访问的类，time模块包含提供对时间访问的函数。
import board
import pwmio
import time
  1. 设置蜂鸣器所使用的引脚和使用音节播放函数。
piezo = pwmio.PWMOut(board.P0_A0, duty_cycle=0,frequency=440, variable_frequency=True)
def play_note(note):
    piezo.frequency = note
    piezo.duty_cycle = 65535 // 2
    time.sleep(0.25)
    piezo.duty_cycle = 0
    time.sleep(0.05)

如果你所使用的引脚不是 P0_A0，那么可以在 Thonny 编辑器下方的 shell 窗口中输入以下代码并回车查看其他引脚的编号。

>>> import board
>>> help(board)
object <module 'board'> is of type module
  __name__ -- board
  board_id -- elecfreaks_picoed
  BUZZER_GP0 -- board.BUZZER_GP0
  I2C0_SDA -- board.BUZZER_GP0
  I2C0_SCL -- board.I2C0_SCL
  BUZZER -- board.BUZZER
  BUZZER_GP3 -- board.BUZZER
  P4 -- board.P4
  P5 -- board.P5
  ...
  1. 循环播放特定音节。
while True:
    play_note(494)
    time.sleep(0.2)
    play_note(262)
    time.sleep(0.2)
    play_note(294)
    time.sleep(0.2)

实验结果​

蜂鸣器发出的声响在几个特定音节间来回循环。

思考​

如果我们想用温度传感器与蜂鸣器做一个高温报警器，那么我们该如何设计电路与编程？

常见问题​

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