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【开源】如何用蜂鸣器产生清脆的“丁丁”声音的硬件电路和源码

从小就是电子迷
工程师
2020-01-04 19:08:24 打赏


如何用蜂鸣器产生清脆的“丁丁”声音？

其实，这种听起来比较悦耳的声音产生原理也非常简单。就是利用电容的放电产生一个渐弱的尾音，模拟出击打风铃的音色。



电路如下：



BUZ-H负责输出音频频率，BUZ-L负责对C12的充电作控制。
例如，要发出“叮~~~~”的一声，在BUZ-H输出2400Hz的方波，BUZ-L输出72ms的高电平，此段时间内，蜂鸣器将由幅值12V的频率驱动，发出类似击打瞬间的声音，同时对C12充电。72ms后，BUZ-L输出低电平，这个时候，蜂鸣器将由C12来提供驱动电流，并且随著电容放电，声音逐渐减弱，产生类似风铃尾音的效果。1秒后，关闭BUZ-H的输出。
这种发声方式，其实还是单音频发声，只是在单音频的基础上，用电容的充放电模拟了击打和尾音，产生比较丰满悦耳的听感，所以称之为“伪****”。

各位有兴趣的话，可以用多个蜂鸣器同时发出不同音调，组成多音的真****，一个音调输出占用一个定时器。俺以前10多年前蛋疼，搞过几十个蜂鸣器的（5****，蜂鸣器多个并联），并且并增加一个IO用作电容的放电回路来产生短音，听感还是不错的。真有空时回老家翻出来拍个视频给大家看看。


源码如下，带音量控制，带家电常用的音调组合，还附上一个超级玛丽的1UP声音，玩过的朋友肯定会觉得很亲切，哈哈。

源码不是整个工程。。。


用法，在您的工程里面增加两个文件，一个名为Music.c，一个名为Music.h（头文件）。现在源码，使用的是STM32F1xx，主频72M，使用的定时器是TIM2（任意定时器均可，自己修改），使用硬件PWM输出。所以您单片机有N个定时器，则可以最多N-1个真****（留一个做主时基），做产品，通常一个伪****就够了。Music_Srv()这个函数，没4ms调用一次，您放中断也行，放主循环也行（前提是您主循环没有阻塞的占用）。需要发声的时候，任意地方放一句 Music_Triger=MUSIC_XXX; 即可，不阻塞，也不用等它播完再调用，随传随叫春。
BUZ-L现在接的是PA1，这个任意IO即可，请自行修改。BUZ-H接的是PA0，这个随您用不同的TIM而不同，自己修改，例程用的是TIM2。

//*************************************************************************************************************************************
Music.h源码：

#ifndef __MUSIC_H_
#define __MUSIC_H_

//BUZ-L定义IO
#define BEEPL_1 GPIOA_DSRR=BIT1
#define BEEPL_0 GPIOA_DRR=BIT1
#define BEEPL_XOR {if(BitTst(GPIOA_ODR,BIT1)) BEEPL_0; else BEEPL_1;}

//音乐声定义
#define MUSIC_PWR_UP 1
#define MUSIC_TURN_ON 2
#define MUSIC_TURN_OFF 4
#define MUSIC_DING 3
#define MUSIC_UP 5
#define MUSIC_DOWN 6
#define MUSIC_1UP 7

extern volatile uint8 Music_Triger; //触发发声标志
extern uint8 flg_MusicPlaying; //非0表示正在发声


void Music_Srv(void); //4ms调用一次
void Music_InitIO(void); //初始化IO
void Music_Init(void); //初始化Music模块。

#endif


//*************************************************************************************************************************************
Music.c源码：
#include "music.h"


#define TIM2_ARR (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0x002c)))
#define TIM2_CR1 (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0)))
#define TIM2_CCR1 (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0x0034)))
#define TIM2_CCER (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0x0020)))
#define TIM2_CNT (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0x0024)))
#define TIM2_CCR2 (*((volatile uint16 *)(TIM2_BASE + 0x0038)))




// 定义常用频率，数字多少就是多少Hz
#define _28 2850
#define _24 2400
#define _22 2250
#define _21 2100
#define _18 1850
#define _16 1650


// 定义duo,rui,mi,fa,so等等
#define _l1 130
#define _l2 146
#define _l3 164
#define _l4 174
#define _l5 196
#define _l6 220
#define _l7 246

#define _1 261
#define _2 293
#define _3 329
#define _4 349
#define _5 392
#define _6 440
#define _7 494

#define _1d1 523
#define _2d1 587
#define _3d1 659
#define _4d1 698
#define _5d1 784
#define _6d1 880
#define _7d1 987

#define _1d2 1046
#define _2d2 1175
#define _3d2 1318
#define _4d2 1397
#define _5d2 1568
#define _6d2 1760
#define _7d2 1976

#define _1d3 (_1d2*2)
#define _2d3 (_2d2*2)
#define _3d3 (_3d2*2)
#define _4d3 (_4d2*2)
#define _5d3 (_5d2*2)
#define _6d3 (_6d2*2)
#define _7d3 (_7d2*2)


//定义不同的乐曲数组，0 结束
const uint16 Music1_FrqTab[]={ //频率表，对应BUZ-H的输出频率，0 结束
_18, _18, _21, _21, _24, _24, _28, _28, 0,
};
const uint8 Music1_TimeTab[]={ //BUZ-L输出时间，偶数高电平，奇数为低电平尾音，x4ms，0 结束
20, 30, 20, 30, 20, 30, 20, 255, 0,
};


const uint16 Music2_FrqTab[]={
_21, _21, _22, _22, _24, _24, 0
};
const uint8 Music2_TimeTab[] ={ //x4ms
10, 18, 10, 18, 10, 255, 0,
};


const uint16 Music3_FrqTab[]={
_24, _24, 0,
};
const uint8 Music3_TimeTab[] ={ //x4ms
18, 255, 0,
};


const uint16 Music4_FrqTab[] ={
_28, _28, _24, _24, _21, _21, 0
};
const uint8 Music4_TimeTab[]={ //x4ms
10, 18, 10, 18, 10, 255, 0,
};


const uint16 Music5_FrqTab[] ={
_16, _16, _18, _18, _21, _21, 0
};
const uint8 Music5_TimeTab[] ={ //x4ms
6, 16, 6, 16, 6, 255, 0,
};


const uint16 Music6_FrqTab[] ={
_21, _21, _18, _18, _16, _16, 0
};
const uint8 Music6_TimeTab[] ={ //x4ms
6, 16, 6, 16, 6, 255, 0,
};




const uint16 Music7_FrqTab[]={
1324,1324,1574,1574,2645,2645, 2114,2114,2347,2347,3154,3154, 0,
};
const uint8 Music7_TimeTab[]={ //x4ms
15, 25, 15, 25, 15, 25, 15, 25 , 15 , 25 , 15, 255, 0,
};




uint8 Music_Vol=137; //音量
volatile uint8 Music_Triger=0; //触发播放哪一支，例如播放“叮~~~”，则任意地方调用 Music_Triger=MUSIC_DING;
uint8 flg_MusicPlaying=0; //非零播放中。

//乐曲表指针
uint16 const * music_frq_tab;
uint8 const * music_interval_tab;




TIM_TimeBaseInitTypeDef T2_TimeBaseStruct;
TIM_OCInitTypeDef T2_OCInitStruct;

void Music_SetVolumn(uint8 vol){ //设置音量，并且初始化TIM输出
uint32 lTmp;
lTmp=T2_TimeBaseStruct.TIM_Period;
lTmp*=vol;
lTmp/=255;
T2_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
T2_OCInitStruct.TIM_Pulse = lTmp;
T2_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
T2_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OC1Init(TIM2, &T2_OCInitStruct);
}


/* ---------------------------------------------------------------
TIM2 Configuration: Output Compare Toggle Mode:
TIM2CLK = 72 MHz, Prescaler = 0x9, TIM2 counter clock = 7.2 MHz
--------------------------------------------------------------- */

void Music_SetFrq(uint16 frq){ // 设置频率并初始化TIM
uint32 clk;
clk=7200000;
clk/=frq;
clk--;
/* Time base configuration */
T2_TimeBaseStruct.TIM_Period = clk;
T2_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = 0x9;
T2_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = 0x0;
T2_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &T2_TimeBaseStruct);

Music_SetVolumn(Music_Vol);

}


void Music_ChangeFrq(uint16 frq){ //改变频率。
uint32 clk;
clk=7200000;
clk/=frq;
clk--;
/* Time base configuration */
TIM2_ARR = clk;
clk*=Music_Vol;
clk/=255;
TIM2_CCR1=clk;
}


void Music_Frq_Enable(void){
TIM2_CCER|=BIT0;
}

void Music_Frq_Diable(void){
TIM2_CCER&=(~BIT0);
}



void Music_Init(void){
Music_SetFrq(4000);

TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE); // 这个记得要开

//启用CCR1寄存器的影子寄存器（直到产生更新事件才更改设置）
TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);

Music_Frq_Diable();
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}


void Music_InitIO(void){
GPIO_InitTypeDef tmpGPIO;

tmpGPIO.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
tmpGPIO.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

tmpGPIO.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;
GPIO_Init(GPIOA,&tmpGPIO);

tmpGPIO.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
tmpGPIO.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA,&tmpGPIO);

BEEPL_1;
}


void Music_Select(void){
switch(Music_Triger){
default:
flg_MusicPlaying=0;
return;
case MUSIC_PWR_UP:
music_frq_tab=Music1_FrqTab;
music_interval_tab=Music1_TimeTab;
break;
case MUSIC_TURN_ON:
music_frq_tab=Music2_FrqTab;
music_interval_tab=Music2_TimeTab;
break;
case MUSIC_DING:
music_frq_tab=Music3_FrqTab;
music_interval_tab=Music3_TimeTab;
break;
case MUSIC_TURN_OFF:
music_frq_tab=Music4_FrqTab;
music_interval_tab=Music4_TimeTab;
break;
case MUSIC_UP:
music_frq_tab=Music5_FrqTab;
music_interval_tab=Music5_TimeTab;
break;
case MUSIC_DOWN:
music_frq_tab=Music6_FrqTab;
music_interval_tab=Music6_TimeTab;
break;
case MUSIC_1UP:
music_frq_tab=Music7_FrqTab;
music_interval_tab=Music7_TimeTab;
break;
}
flg_MusicPlaying=1;
}



void Music_Srv(void){
static uint8 PlayStep=0;
static uint8 PlayCt=0;
uint8 cTmp;

if(Music_Triger){
Music_Select();
Music_Triger=0;
PlayStep=0;
PlayCt=0;

Music_ChangeFrq(music_frq_tab[PlayStep]);
Music_Frq_Enable();

BEEPL_1;
}
if(flg_MusicPlaying){
cTmp=music_interval_tab[PlayStep];
PlayCt++;
if(PlayCt>=cTmp){
PlayCt=0;
PlayStep++;
Music_ChangeFrq(music_frq_tab[PlayStep]);
if(music_interval_tab[PlayStep]==0){
flg_MusicPlaying=0;
}
else{
BEEPL_XOR;
}
}

}
else{
BEEPL_0;
Music_Frq_Diable();
}
}


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关键词： 蜂鸣器 音乐 声音

船长demons
高工
2020-01-04 20:28:45 打赏
2楼

多谢分享的代码


评论
能力就是实力
工程师
2020-01-04 21:51:47 打赏
3楼

赞哦，支持兄弟的奉献！


评论
明月风
工程师
2020-01-04 21:55:02 打赏
4楼

我做过类似的实验，最好使用TDK的17mm的无源蜂鸣器，声音非常悦耳~


评论
黑星
工程师
2020-01-04 22:06:38 打赏
5楼

这个供电电压要12V,,,3.3V或者5~6V不行吗？ 很多手持设备没12V的。


评论
万世浮华
工程师
2020-01-04 22:10:00 打赏
6楼

强！多谢分享！


评论
清歌孤我
工程师
2020-01-05 07:39:23 打赏
7楼

我也觉得很厉害 哈哈^_^


评论
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