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m5彩票下载、電磁線圈m5彩票下载、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m5彩票下载、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m5彩票下载。
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m5彩票下载,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m5彩票下载。
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m5彩票下载,常用的蜂鳴器驅動電路如下:
蜂鳴器使用NPN三極管(9013)驅動m5彩票下载,三極管當開關用,當基極電壓拉高時m5彩票下载m5彩票下载,蜂鳴器通電,當基極電壓拉低時,蜂鳴器斷電m5彩票下载,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m5彩票下载,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m5彩票下载。
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。