2014-11-22更新:感谢Ireland同学的提醒,修改了PNP型三极管驱动电路,蜂鸣器从三极管的发射极改到了集电极,这样效果会更好,电路也更合理。同时增加了备注4。
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这一篇继续上一篇的内容,我们来做实验四:按键控制有源蜂鸣器,按下按键蜂鸣器响,释放按键不响。
蜂鸣器
实验四之前简单介绍下蜂鸣器。蜂鸣器有两种,无源蜂鸣器和有源蜂鸣器,一般用于发出报警的声音。声音是由震动产生的,大家都见过喇叭,喇叭里面有磁铁和线圈。给线圈通上不断变化的电压,在磁铁产生的磁场中就会运动。于是和线圈固定在一起的振膜就会震动,于是就能听见声音了,而无源蜂鸣器和喇叭效果基本一样。和无源蜂鸣器不同的是,有源蜂鸣器内部就有发声电路,通上电压合适的直流电就会发出叫声。另外,有源蜂鸣器有正负极之分。图中是常用的一种工作电压为5V的有源蜂鸣器,正面标有加号的一侧引脚为正极,如果器件是全新的没有剪过引脚,正极引脚比负极长。
驱动电路
从上面的介绍来看,有源蜂鸣器和LED一样,只要通电就能工作(如果没有特殊说明,后面蜂鸣器就是指有源蜂鸣器)。但是为什么要单独作为一个实验呢?
前面我们说了,单片机IO口能通过的电流是有限的,过大的电流可能会烧坏管脚,或者不能正常工作。蜂鸣器和LED相比最主要的区别,就是蜂鸣器比LED需要的电流大很多,电压一般也会高一些。
为了让单片机驱动蜂鸣器,也就是控制蜂鸣器工作,我们需要使用一些特别的电路。不知道大家是否了解继电器,继电器的特点就是用小电流低电压,控制大电流高电压电路。但是一般的继电器控制端需要的电流,对于单片机来说还是太大了,而且继电器价格比较高,能控制很大的电流,用在这里大材小用了。而这里我们要用的器件是三极管。
三极管基本介绍
三极管的作用主要是放大电流。和名字一样,三极管有三个管脚:发射极、基极、集电极,分别简写为E、B、C。有两种类型,PNP型和NPN型,两种类型的三极管工作时电流方向恰好相反,电路符号也不相同,如图所示。发射极上的箭头正是表示工作时电流方向的。
三极管有很多参数,实际的三极管也有很多种,封装也各种各样。下图是常见的TO-92封装的直插式小功率三极管。注意,这种外形只是封装,并不是三极管专用,也有其他器件会用这样的封装,具体要看上面标示的器件型号,例如图中的S9012表示它是9012三极管。像图中一样管脚朝下放置,半圆柱的平面正对自己,从左往右三个管脚分别是E、B、C。