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发表于 2012-9-25 08:41:56
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蜂鸣器和弦音发声控制说明
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前言:现在一些带按键显示控制面板的家电(比较常见的是柜式空调)在按键操作的时候会有悦耳的和弦音发出,特别是开关机或操作上下键时会有不同变调的和弦音,相比普通的嘀嘀声给人更愉悦的操作体验。
1.控制方式说明
此处以型号为SH2225T2PA的蜂鸣器(谐振频率2.6KHz)为例。蜂鸣器模块有两个驱动引脚与MCU相连,一个是振荡信号输入引脚,由MCU提供相应频率的方波信号驱动蜂鸣器发声,一个是供电控制端,供电切断后蜂鸣器靠电解电容放电维持其发声,会有音量渐渐变小的效果。
原理图如下所示, MC9为供电控制端,MC8为振荡信号输入端。MC9为高电平时,三极管Q4导通,然后Q2导通,蜂鸣器开始供电,同时电容CD2充电。若MC8有一定频率的方波信号发出,则蜂鸣器可发出鸣叫。若此时先关掉供电,即MC9置低电平,MC8依然发出方波信号,则蜂鸣器可依靠CD2放电发出声音,但随着电容电量减少,音量会逐渐减小,形成蜂鸣声渐隐的和弦音效果。要实现变调的效果,则可通过短时间内切换发出几种不同频率的蜂鸣声来实现。
以下是3种比较典型的和弦音的实现细节:(符号说明:Tf:频率给定持续时间(ms) Tv:电压给定持续时间(ms) F:输出频率(KHz))
单声和弦音:短暂鸣响后音量渐隐[li]F=2.6,Tv=200,Tf=1000[/li]
开机和弦音:三升调,按音调分3个阶段[li]F=2.3,Tv=200,Tf=200[/li][li]F=2.6,Tv=200,Tf=200[/li][li]F=2.9,Tv=100,Tf=2100[/li]
关机和弦音:三降调,按音调分3个阶段[li]F=2.9,Tv=200,Tf=200[/li][li]F=2.6,Tv=200,Tf=200[/li][li]F=2.3,Tv=100,Tf=2100[/li]
2.编程实例
MCU:STM8S903K3 开发环境:STVD 4.1.6+Cosmic 4.2.8
/* buzzer.h文件 */
#ifndef __BUZZER_H#define __BUZZER_H
#include "common.h"
#include "beep.h"
typedef enum {
MONO = 0, //单音
POLY_ON = 1, //开机和弦
POLY_OFF = 2 //关机和弦
}Tone_Type; //蜂鸣器声音类型
typedef struct{
FREQ_Type Freq; //频率
u8 OSCTime; //振荡持续时间,最小单位为10ms
u8 PWRTime; //供电持续时间,最小单位为10ms
} TONE_Def; //音调结构体
void BuzzerStart(Tone_Type ToneType);
void BuzzerCtrl(void);
#endif /* __BUZZER_H */ |
/* buzzer.c文件 */
#include "buzzer.h"
const TONE_Def Tone1[] = {{FREQ_2K6, 100, 20},{FREQ_NO, 0, 0}};//单音
const TONE_Def Tone2[] = {{FREQ_2K3, 20, 20},{FREQ_2K6, 20, 20},{FREQ_2K9, 210, 10},{FREQ_NO, 0, 0}};//开机和弦音
const TONE_Def Tone3[] = {{FREQ_2K9, 20, 20},{FREQ_2K6, 20, 20},{FREQ_2K3, 210, 10},{FREQ_NO, 0, 0}};//关机和弦音
TONE_Def * pTone;
static u8 BuzzerStatus = 0; //蜂鸣器启动,需要发声时调用
void BuzzerStart(Tone_Type ToneType)
{
switch (ToneType)
{
case MONO:pTone = Tone1;
break;
case POLY_ON:
pTone = Tone2;
break;
case POLY_OFF:
pTone = Tone3;
break;
default:
pTone = Tone1;
break;
}
BuzzerStatus = 0;
}
//蜂鸣器控制,每10ms执行一次
void BuzzerCtrl(void)
{
static TONE_Def Tone;
switch (BuzzerStatus)
{
case 0:
Tone = *pTone;
if (Tone.Freq != FREQ_NO) //非结束符
{//先判断供电持续时间
if (Tone.PWRTime != 0)
{
Tone.PWRTime --;
BeepPwrOn();
}
else
{
BuzzerStatus = 2;
break;
}//再判断振荡持续时间
if (Tone.OSCTime != 0)
{
Tone.OSCTime --;
BEEP_SetFreq(Tone.Freq);
BEEP_On();
}
else
{
BeepPwrOff();
BuzzerStatus = 2;
break;
}//判断完成,开始递减计时
BuzzerStatus = 1;
}
else /* Tone.Freq == FREQ_NO */ //是结束符
{
BuzzerStatus = 2;
}
break;
case 1:
if (Tone.PWRTime != 0)
{
Tone.PWRTime --;
}
else
{
BeepPwrOff();
}
if (Tone.OSCTime != 0)
{
Tone.OSCTime --;
}
else
{
BEEP_Off();
pTone ++; //取下一个音调
BuzzerStatus = 0;
}
break;
default:
break;
}
} |
以上代码中,BEEP_Off(),BEEP_On(),BeepPwrOff(),BEEP_SetFreq()都在头文件beep.h中声明,由底层代码实现。
上层代码只需在主循环中每10ms调用一次BuzzerCtrl()函数,在需要发音的地方调用一次BuzzerStart()函数,即可实现和弦音的播放了。
思维拓展:依据以上代码的结构,可以很容易的通过定义TONE_Def数组实现任意节奏,任意曲调的输出。如下段:
const TONE_Def Tone4[] = { //两只老虎(两只老虎两只老虎 跑得快 跑得快)
{FREQ_2K, 25, 25},//1
{FREQ_2K3, 25, 25},//2
{FREQ_2K6, 25, 25},//3
{FREQ_2K, 25, 25},//1
{FREQ_2K, 25, 25},//1
{FREQ_2K3, 25, 25},//2
{FREQ_2K6, 25, 25},//3
{FREQ_2K, 25, 25},//1
{FREQ_2K3, 25, 25},//2
{FREQ_2K6, 25, 25},//3
{FREQ_2K9, 50, 25},//4 稍有停顿
{FREQ_2K3, 25, 25},//2
{FREQ_2K6, 25, 25},//3
{FREQ_2K9, 100, 25},//4 和弦效果
{FREQ_NO, 0, 0} //停止
}; |
当然,你可以添加一些按键,为每个按键设定一个特定音调的和弦音输出,就做成一个电子琴了,音质很不错的哦。 |
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