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分析五种蜂鸣器驱动电路

时间: 2024-12-06 01:39:24 |   作者: kaiyun体育官方网页

  典型的蜂鸣器驱动电路，蜂鸣器驱动电路一般包含：一个三极管、一个蜂鸣器、一个续流二极管、一个滤波电容。下文分析五种蜂鸣器驱动电路：

  1、蜂鸣器：发声元件，在其两端施加直流电压（有源蜂鸣器）或者方波（无源蜂鸣器）就可以发声，其主要参数是外观尺寸、发声方向、工作电压、工作频率、工作电流、驱动方式（直流方波）等。这些都需要根据有必要进行选择。

  2、续流二极管：蜂鸣器本质上是一个感性元件，其电流不能瞬变，因此必须有一个续流二极管提供续流。否则，在蜂鸣器两端会产生几十伏的尖峰电压，可能损坏三极管，并干扰整个电路系统的别的部分。

  3、滤波电容：作用是滤波，滤除蜂鸣器电流对其他部分的影响，也能改善电源的交流阻抗，如果可能，最好是再并联一个220uF的电解电容。

  4、三极管：起开关作用，其基极的高电平使三极管饱和导通，使蜂鸣器发声;而基极低电平则使三极管关闭，蜂鸣器停止发声。

  根据下面四幅图分析能够准确的看出图1和图3采用的是NPN型三极管驱动，而图2和图4采用的是PNP型三极管驱动。若采用图1和图3的办法来进行驱动，蜂鸣器工作电压只要不超过管子的极限参数即可随时取用。

  像图1，采用这种方法驱动蜂鸣器，再用编程控制器的I/O口来控制，蜂鸣器都能响；但相对于图3电路图而言，采用图1方式接，蜂鸣器没有图3响。

  如图3，采用这种方法驱动蜂鸣器，只可以使用P/O口（P/0由于内部没有上拉电阻，所以要在电路板上外接1K 的上拉电阻，而其他I/O口内部都有上拉电阻）控制，蜂鸣器才会响，而且声音要比图1大；若采用其他I/O口，虽然蜂鸣器两侧电压能达到4V左右，但是电流却只有1～2mA，根本没办法驱动蜂鸣器发声。

  这个原因主要在于，当采用其他I/O（内部有上拉电阻）控制时，通过测该口的电平会发现是低电平，可由电路能分析出，蜂鸣器驱动是应该以高电平驱动的，出现这样一种原因很大的可能是B极拉低了电平值，导致电路根本没办法正常工作。不过这也有一定的可能是跟单片机内部、外部的上拉电阻有关。现在说下图2和图4，其实这两种方式驱动蜂鸣器都是可以的，任何I/O口都能通过低电平驱动。但相对于图2来说，采用图4的方式，流过蜂鸣器的电流要比图2的大。

  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，大范围的应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子科技类产品中作发声器件。蜂鸣器大致上可以分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。在车内气体报警系统中蜂鸣器驱动电路如下图所示。

  电阻R12是单片机一个引脚的，上拉电阻，由于单片机输出电流小，故添加上拉电阻增大引脚的电流驱动能力。R13接在三极管的基极和IO口之间，起到的作用是保护I0口电压过大被烧毁。R6电阻的作用是保护led发光二极管。

  NPN三极管9013起到开关作用，其基极的高电平使三极管饱和导通，使蜂鸣器发出报警声音。而基极低电平则使三极管关闭，蜂鸣器停止发生。

  如上图所示，因GPIO口输出电流有限，而蜂鸣器在蜂鸣时需要较大的电流，GPIO输出口不足以满足要求。而8550最大可提供1A的输出电流，足以驱动蜂鸣器。所以，我们用GPIO口来控制8550的导通与截止，从而来控制蜂鸣器。

  当向P0.7写入逻辑1时，P0.7输出高电平（+3.3V），8550的基极电流为0，此时Q1处于截止状态，电源不能加到蜂鸣器的正极上，蜂鸣器不能蜂鸣；

  当向P0.7写入逻辑0时，P0.7输入低电平（0V），8550的发射极和基极之间产生电流，此时Q1导通，蜂鸣器开始蜂鸣。

  注意：三极管饱和导通的条件：在电路中ce两端电压接近0V且小于eb电压。

  上图是NPN三极管驱动的蜂鸣器电路，只需三极管工作在开关状态即可，其中：C9可以在有强干扰的环境下，有效的滤除干扰信号，避免蜂鸣器变音和意外发声。C8为电源滤波电容，滤除电源高频杂波。电阻R18的作用：1）下拉电阻，如果R17输入端悬空，R18的存在能够使三极管可保持可靠的关断状态，如果没有R18，当BUZZER输入端悬空时，则易受到干扰而可能会引起三极管状态发生意外翻转或进入不期望的放大状态，造成蜂鸣器意外发声。2）R18可提升高电平的门槛电压。如果删除R18，则三极管的高电平门槛电压就只有0.7V，即R1输入端只要超过0.7V就非常有可能导通，添加R18情况就不同了，对应上图，当输入电压达到约2.2V时，三极管才会饱和导通。3）R17输入端悬空时，R18可作为C9和极间电容的放电回路。

  蜂鸣器工作只需要保证三极管工作在开关状态，同理还有P型三极管的蜂鸣器电路，原理一致，三极管工作在开关状态。

  无源蜂鸣器本质上是一个感性元件，其电流不能瞬变，因此必须有一个续流二极管D1提供续流。否则，在蜂鸣器两端会有反向感应电动势，产生几十伏的尖峰电压，可能损坏驱动三极管，并干扰整个电路系统的其它部分。而如果电路中工作电压较大，要使用耐压值较大的二极管，而如果电路工作频率高，则要选用高速的二极管，无源蜂鸣器需要一定频率的方波（2K-5K左右）去驱动，C3能大大的提升电路的抗干扰性。