51单片机C语言编程（二）-蜂鸣器和数码管的控制

1、蜂鸣器的发声

/**************************************************************************************

* 蜂鸣器实验 *

实现现象：下载程序后蜂鸣器发声

注意事项：无

***************************************************************************************/

#include "reg52.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器

#include<intrins.h>//因为要用到左右移函数，所以加入这个头文件

typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义

typedef unsigned char u8;

sbit beep=P1^5;

/*******************************************************************************

* 函 数 名 : delay

* 函数功能 : 延时函数，i=1时，大约延时10us

*******************************************************************************/

void delay(u16 i)

{

while(i--);

}

/*******************************************************************************

* 函 数 名 : main

* 函数功能 : 主函数

* 输 入 : 无

* 输 出 : 无

*******************************************************************************/

void main()

{

while(1)

{

beep=~beep;

delay(200); //延时大约100us 通过修改此延时时间达到不同的发声效果

}

}

2、静态数码管显示实验

/**************************************************************************************

* 静态数码管显示实验 *

实现现象：下载程序后数码管静态显示0。

注意事项：如果不想让点阵模块显示，可以将74HC595模块上的JP595短接片拔掉。

***************************************************************************************/

#include "reg52.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器

typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义

typedef unsigned char u8;

sbit LSA=P2^2; //将p2口用LSA代替

sbit LSB=P2^3; //同上

sbit LSC=P2^4; //同上

u8 code smgduan[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, /*u8就是指无符号字符数*/用typedef说明

0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; //显示0~F的值

/*******************************************************************************

* 函 数 名 : main

* 函数功能 : 主函数

* 输 入 : 无

* 输 出 : 无

*******************************************************************************/

void main()

{

LSA=0;

LSB=0;

LSC=0; //控制38译码器的Y0输出低电平

P0=smgduan[0];

while(1);

}

3、动态数码管显示

/**************************************************************************************

* 动态数码管显示实验 *

实现现象：下载程序后数码管从右至左显示0-7。

注意事项：如果不想让点阵模块显示，可以将74HC595模块上的JP595短接片拔掉。

***************************************************************************************/

#include "reg52.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器

typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义

typedef unsigned char u8;

sbit LSA=P2^2;

sbit LSB=P2^3;

sbit LSC=P2^4;

u8 code smgduan[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//显示0~F的值

/*******************************************************************************

* 函 数 名 : delay

* 函数功能 : 延时函数，i=1时，大约延时10us

*******************************************************************************/

void delay(u16 i)

{

while(i--);

}

/*******************************************************************************

* 函 数 名 : DigDisplay

* 函数功能 : 数码管动态扫描函数，循环扫描8个数码管显示

*******************************************************************************/

void DigDisplay()

{

u8 i;

for(i=0;i<8;i++)

{

switch(i) //位选，选择点亮的数码管，

{

case(0):

LSA=0;LSB=0;LSC=0; break;//显示第0位

case(1):

LSA=1;LSB=0;LSC=0; break;//显示第1位

case(2):

LSA=0;LSB=1;LSC=0; break;//显示第2位

case(3):

LSA=1;LSB=1;LSC=0; break;//显示第3位

case(4):

LSA=0;LSB=0;LSC=1; break;//显示第4位

case(5):

LSA=1;LSB=0;LSC=1; break;//显示第5位

case(6):

LSA=0;LSB=1;LSC=1; break;//显示第6位

case(7):

LSA=1;LSB=1;LSC=1; break;//显示第7位

}

P0=smgduan[i];//发送段码

delay(100); //间隔一段时间扫描

P0=0x00;//消隐

}

}

/*******************************************************************************

* 函 数 名 : main

* 函数功能 : 主函数

* 输 入 : 无

* 输 出 : 无

*******************************************************************************/

void main()

{

while(1)

{

DigDisplay(); //数码管显示函数

}

}

单片机蜂鸣器的控制程序与驱动电路图

蜂鸣器从结构区分分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器。压电式为压电陶瓷片发音，电流比较小一些，电磁式蜂鸣器为线圈通电震动发音，体积比较小。

按照驱动方式分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。这里的有源和无源不是指电源，而是振荡源。有源蜂鸣器内部带了振荡源，如图1中所示，给了 BUZZ 引脚一个低电平，蜂鸣器就会直接响。而无源蜂鸣器内部是不带振荡源的，要让他响必须给 500Hz～4.5KHz 之间的脉冲频率信号来驱动它才会响。有源蜂鸣器往往比无源蜂鸣器贵一些，因为里边多了振荡电路，驱动发音也简单，靠电平就可以驱动，而无源蜂鸣器价格比较便宜，此外无源蜂鸣器声音频率可以控制，而音阶与频率又有确定的对应关系，因此就可以做出来“do re mi fa sol la si”的效果，可以用它制作出简单的音乐曲目，比如生日歌、两只老虎等等。

图1 蜂鸣器电路原理图

我们来看一下图1的电路，蜂鸣器电流依然相对较大，因此需要用三极管驱动，并且加了一个 100 欧的电阻作为限流电阻。此外还加了一个 D4 二极管，这个二极管叫做续流二极管。我们的蜂鸣器是感性器件，当三极管导通给蜂鸣器供电时，就会有导通电流流过蜂鸣器。而我们知道，电感的一个特点就是电流不能突变，导通时电流是逐渐加大的，这点没有问题，但当关断时，经“电源-三极管-蜂鸣器-地”这条回路就截断了，过不了任何电流了，那么储存的电流往哪儿去呢，就是经过这个 D4 和蜂鸣器自身的环路来消耗掉了，从而就避免了关断时由于电感电流造成的反向冲击。接续关断时的电流，这就是续流二极管名称的由来。

蜂鸣器经常用于电脑、打印机、万用表这些设备上做提示音，提示音一般也很简单，就是简单发出个声音就行，我们用程序简单做了个 4KHZ 频率下的发声和 1KHZ 频率下的发声程序，同学们可以自己研究下程序，比较下实际效果。

#include

sbit BUZZ = P1^6; //蜂鸣器控制引脚

unsigned char T0RH = 0; //T0 重载值的高字节

unsigned char T0RL = 0; //T0 重载值的低字节

void OpenBuzz(unsigned int frequ);

void StopBuzz();

void main(){

unsigned int i;

TMOD = 0x01; //配置 T0 工作在模式 1，但先不启动

EA = 1;

while (1){ //使能全局中断

OpenBuzz(4000); //以 4KHz 的频率启动蜂鸣器

for (i=0; i<40000; i++);

StopBuzz(); //停止蜂鸣器

for (i=0; i<40000; i++);

OpenBuzz(1000); //以 1KHz 的频率启动蜂鸣器

for (i=0; i<40000; i++);

StopBuzz(); //停止蜂鸣器

for (i=0; i<40000; i++);

}

}

/* 蜂鸣器启动函数，frequ-工作频率 */

void OpenBuzz(unsigned int frequ){

unsigned int reload;//计算所需的定时器重载值

reload = 65536 - (11059200/12)/(frequ*2); //由给定频率计算定时器重载值

T0RH = (unsigned char)(reload >> 8); //16 位重载值分解为高低两个字节

T0RL = (unsigned char)reload;

TH0 = 0xFF; //设定一个接近溢出的初值，以使定时器马上投入工作

TL0 = 0xFE;

ET0 = 1; //使能 T0 中断

TR0 = 1; //启动 T0

}

/* 蜂鸣器停止函数 */

void StopBuzz(){

ET0 = 0; //禁用 T0 中断

TR0 = 0; //停止 T0

}

/* T0 中断服务函数，用于控制蜂鸣器发声 */

void InterruptTimer0() interrupt 1{

TH0 = T0RH; //重新加载重载值

TL0 = T0RL;

BUZZ = ~BUZZ; //反转蜂鸣器控制电平

}

另外用蜂鸣器来输出音乐，仅仅是好玩而已，应用很少，里边包含了音阶、乐谱的相关内容，程序也有一点复杂，所以就不详细给大家去讲解了。仅提供一个可以播放《两只老虎》的程序，大家可以下载到板子上玩玩，满足一下好奇心。

纯文本复制

#include

sbit BUZZ = P1^6; //蜂鸣器控制引脚

unsigned int code NoteFrequ[] = { //中音 1-7 和高音 1-7 对应频率列表

523, 587, 659, 698, 784, 880, 988, //中音 1-7

1047, 1175, 1319, 1397, 1568, 1760, 1976 //高音 1-7

};

unsigned int code NoteReload[] = { //中音 1-7 和高音 1-7 对应的定时器重载值

65536 - (11059200/12) / (523*2), //中音 1

65536 - (11059200/12) / (587*2), //2

65536 - (11059200/12) / (659*2), //3

65536 - (11059200/12) / (698*2), //4

65536 - (11059200/12) / (784*2), //5

65536 - (11059200/12) / (880*2), //6

65536 - (11059200/12) / (988*2), //7

65536 - (11059200/12) / (1047*2), //高音 1

65536 - (11059200/12) / (1175*2), //2

65536 - (11059200/12) / (1319*2), //3

65536 - (11059200/12) / (1397*2), //4

65536 - (11059200/12) / (1568*2), //5

65536 - (11059200/12) / (1760*2), //6

65536 - (11059200/12) / (1976*2), //7

};

bit enable = 1; //蜂鸣器发声使能标志

bit tmrflag = 0; //定时器中断完成标志

unsigned char T0RH = 0xFF; //T0 重载值的高字节

unsigned char T0RL = 0x00; //T0 重载值的低字节

void PlayTwoTiger();

void main(){

unsigned int i;

EA = 1; //使能全局中断

TMOD = 0x01; //配置 T0 工作在模式 1

TH0 = T0RH;

TL0 = T0RL;

ET0 = 1; //使能 T0 中断

TR0 = 1; //启动 T0

while (1){

PlayTwoTiger(); //播放乐曲--两支老虎

for (i=0; i<40000; i++); //停止一段时间

}

}

/* 两支老虎乐曲播放函数 */

void PlayTwoTiger(){

unsigned char beat; //当前节拍索引

unsigned char note; //当前节拍对应的音符

unsigned int time = 0; //当前节拍计时

unsigned int beatTime = 0; //当前节拍总时间

unsigned int soundTime = 0; //当前节拍需发声时间

//两只老虎音符表

unsigned char code TwoTigerNote[] = {

1, 2, 3, 1, 1, 2, 3, 1, 3, 4, 5, 3, 4, 5,

5,6, 5,4, 3, 1, 5,6, 5,4, 3, 1, 1, 5, 1, 1, 5, 1,

};

//两只老虎节拍表，4 表示一拍，1 就是 1/4 拍，8 就是 2 拍

unsigned char code TwoTigerBeat[] = {

4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 4, 4, 8,

3,1, 3,1, 4, 4, 3,1, 3,1, 4, 4, 4, 4, 8, 4, 4, 8,

};

//用节拍索引作为循环变量

for (beat=0; beat

while (!tmrflag); //每次定时器中断完成后，检测并处理节拍

tmrflag = 0;

if (time == 0){ //当前节拍播完则启动一个新节拍

note = TwoTigerNote[beat] - 1;

T0RH = NoteReload[note] >> 8;

T0RL = NoteReload[note];

//计算节拍总时间，右移 2 位相当于除 4，移位代替除法可以加快执行速度

beatTime = (TwoTigerBeat[beat] * NoteFrequ[note]) >> 2;

//计算发声时间，为总时间的 0.75，移位原理同上

soundTime = beatTime - (beatTime >> 2);

enable = 1; //指示蜂鸣器开始发声

time++;

}else{ //当前节拍未播完则处理当前节拍

//当前持续时间到达节拍总时间时归零，

//并递增节拍索引，以准备启动新节拍

if (time >= beatTime){

time = 0;

beat++;

}else{ //当前持续时间未达到总时间时，

time++; //累加时间计数

//到达发声时间后，指示关闭蜂鸣器，

//插入 0.25*总时间的静音间隔，

if (time == soundTime){

enable = 0; //用以区分连续的两个节拍

}

}

}

}

}

/* T0 中断服务函数，用于控制蜂鸣器发声 */

void InterruptTimer0() interrupt 1{

TH0 = T0RH; //重新加载重载值

TL0 = T0RL;

tmrflag = 1;

if (enable){ //使能时反转蜂鸣器控制电平

BUZZ = ~BUZZ;

}else{ //未使能时关闭蜂鸣器

BUZZ = 1;

}

}

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