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STEP FPGA驱动无源蜂鸣器模块

文章出处:汉得利责任编辑:蜂鸣器人气:发表时间:2018-07-17 08:46字体: [ ]

本节将和大家一起使用FPGA驱动底板上的无源蜂鸣器模块实现不同音节的输出。

硬件说明

蜂鸣器的分类: 

按其结构主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型: 

1.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。

2.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1.5~2.5kHZ的音频信号,阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

按是否带有信号源分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种类型: 

1.有源蜂鸣器只需要在其供电端加上额定直流电压,其内部的震荡器就可以产生固定频率的信号,驱动蜂鸣器发出声音。

2.无源蜂鸣器可以理解成与喇叭一样,需要在其供电端上加上高低不断变化的电信号才可以驱动发出声音。

本章节和大家一起学习无源蜂鸣器的驱动,FPGA或单片机的GPIO口驱动能力弱,不能直接驱动无源蜂鸣器,常用的蜂鸣器驱动电路如下: 

蜂鸣器使用NPN三极管(9013)驱动,三极管当开关用,当基极电压拉高时,蜂鸣器通电,当基极电压拉低时,蜂鸣器断电,FPGA控制GPIO口给三极管的基极输出不同频率的脉冲信号,蜂鸣器就可以发出不同的音节。 

不同音节与蜂鸣器震荡频率的对应关系如下: 

我们使用PWM的方法,使用计数器对系统时钟进行分频,改变计数器的计数终值从而实现调节PWM信号频率的目的,使用PWM信号控制蜂鸣器电路。 

小结

本节主要为大家讲解了蜂鸣器的不同类型及无源蜂鸣器的驱动原理,需要大家掌握的同时自己创建工程,通过整个设计流程,生成FPGA配置文件加载测试。

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