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STEP FPGA驅動無源蜂鳴器模塊

文章出處:漢得利責任編輯:蜂鳴器人氣:發表時間:2018-07-17 08:46字體: [ ]

本節將和大家一起使用FPGA驅動底板上的無源蜂鳴器模塊實現不同音節的輸出。

硬件說明

蜂鳴器的分類: 

按其結構主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型: 

1.電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后,振蕩器產生的音頻信號電流通過電磁線圈,使電磁線圈產生磁場,振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動發聲。

2.壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成,當接通電源后(1.5~15V直流工作電壓),多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號,阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發聲。

按是否帶有信號源分為有源蜂鳴器和無源蜂鳴器兩種類型: 

1.有源蜂鳴器只需要在其供電端加上額定直流電壓,其內部的震蕩器就可以產生固定頻率的信號,驅動蜂鳴器發出聲音。

2.無源蜂鳴器可以理解成與喇叭一樣,需要在其供電端上加上高低不斷變化的電信號才可以驅動發出聲音。

本章節和大家一起學習無源蜂鳴器的驅動,FPGA或單片機的GPIO口驅動能力弱,不能直接驅動無源蜂鳴器,常用的蜂鳴器驅動電路如下: 

蜂鳴器使用NPN三極管(9013)驅動,三極管當開關用,當基極電壓拉高時,蜂鳴器通電,當基極電壓拉低時,蜂鳴器斷電,FPGA控制GPIO口給三極管的基極輸出不同頻率的脈沖信號,蜂鳴器就可以發出不同的音節。 

不同音節與蜂鳴器震蕩頻率的對應關系如下: 

我們使用PWM的方法,使用計數器對系統時鐘進行分頻,改變計數器的計數終值從而實現調節PWM信號頻率的目的,使用PWM信號控制蜂鳴器電路。 

小結

本節主要為大家講解了蜂鳴器的不同類型及無源蜂鳴器的驅動原理,需要大家掌握的同時自己創建工程,通過整個設計流程,生成FPGA配置文件加載測試。

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