树莓派控制无源蜂鸣器,树莓派有源蜂鸣器实验
用草莓派B 5控制蜂鸣器播放音乐
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步进电机和无源蜂鸣器都需要脉冲信号驱动。这次尝试用GPIO的PWM接口驱动无源蜂鸣弹《一闪一闪亮晶晶》。
1个无源蜂鸣器和有源蜂鸣器
主要是没意识到蜂鸣器是无源蜂鸣器和有源蜂鸣器，买回来就没声音了。第一次发现买的蜂鸣器是无源蜂鸣器。
无源蜂鸣器：
1无源内部振荡源，DC信号下无振铃。必须由非振荡电流驱动。2K-5KHZ方波脉宽调制(PWM)。5KHZ电流的方波是什么意思？每秒振荡5K次，完整周期占用200us，高点平均占用部分时间，低位占用部分时间。
声音的频率可以控制，可以发出不同的声音。
活动蜂鸣器：
1内部有振荡电路，通电后会立即发出蜂鸣声。所以和前面的LED一样，只要提供高电平就能发出哔哔声。编程比被动方便。
比主动便宜。被动是20美分，主动是40美分。我买了一个无源蜂鸣器。这个蜂鸣器的阻抗是42欧姆，可以用3V，5V的东西驱动。草莓派的高电平正好是3.3V
在此之前，我并不知道主动蜂鸣器和被动蜂鸣器的区别，只是有了后来的曲折和摸索。
这蜂鸣器清楚地显示积极和消极。
2 PWM和输出模式
青秀瓜不能像上次一样通过操作GPIO口高低设置输出PWM。还好草莓派的几个PIN口都有这个模式。这是引脚12。可以通过控制PIN12口的PWM模式来实现。请理解为方波。因为pygpio暂时不支持操作硬件的PWM。这里使用的是wiringpi库。
WiringPi pinmode(1，PWM_OUT)可以设置模式。PIN12是wiringpi的第一名。
图中的T(PWM)是一个周期的时间长度。对于2K频率，周期为1S/2K=500us。图中的d称为占空比。指高层时间占整个周期时间的比例。第一个周期，D=50%，高电平和低电平的时间各占一半。下一个D为33%，开机时间为33%，剩余非开机时间为67%。
占空比确实会影响频率，但没有关于它如何影响频率的具体调查。我在测试中使用了50%的占空比，也就是说高低电平各占一半时间。
因为可供借鉴的例子太少了。只能翻翻芯片手册找相关资料。具体信息参见BCM2835芯片手册第9章。看完这一章，我得到了以下几点。
PWM的频率由时钟管理器控制。(草莓派的基础时钟频率是19.2MHZ)。
PWM输出占空比有两种模式：平衡模式和MS模式。
首先观察占空比中的平衡模式和MS模式，把你要输出的占空比设置为N/M。
平衡模式是根据一种算法来计算什么时候发送低电平和高电平，这种算法尽量使任意时刻的占空比最接近N/m，显然下图是【4/8的几种发送方式】，好的算法即使花任意时间也更接近4/8。
所谓M/S模式，在整个S周期内，首先传输M时间的高电平，其余S-M时间为低电平。
因此，如果是4/8的占空比。
11110000在M/S模式8小时内发出(周期长8小时)。另一方面，平衡模式是10101010(最小周期可以说是2个时间长度，大周期可以说是8个时间长度。
也许你不懂也没关系。插图更有说服力。
如果所需频率为5KHZ，则周期时间为1s/5000hz=200us。如果占空比设为0.5，即高电平必须为100us，低电平必须为100us。
处于平衡模式。一个周期(200us)的波形图如下。
也就是说，在这个大周期内，即使取任意时间，占空比也接近0.5，实际频率比5K大好几倍。
在MS模式下。好像在下面。
很明显，这就是我们需要的标准5K频率。因为这种模式的最低频率是200us。
wiringPi的PWMsetmode(PWM_mode_ms)可以设置为ms模式。
首先草莓派的基本时钟频率是19.2MHZ，pwm也是控制在这个基频。即最小基本周期为1/19200000 S，这个周期太小了。控制蜂鸣器需要2-5K的频率。先提高基频吧。使用PWMsetclock(intclock)，时钟的基频可以设置为19.2M/clock。然后根据这个频率，在pwmsetrange(in trange)中设置最终频率。范围是2-4095。
带PWMset时钟和PWM se
t range(范围)将最终频率控制在19.2 MHz/时钟/范围。
在这里，我将时钟设置为32，并将时钟的基频设置为19.2MHZ/32=600khz。
所以我们只要设置300到120的范围就可以得到2k-5k的频率。
你如何设置占空比？还有一个函数pwmWrite(值)。值指定在范围指定的时间内发送高电平的基本周期数(由时钟的基本频率计算)。因此，值/范围就是占空比。写入(范围/2)可以获得50%的占空比。范围/5给出20%的占空比。如果该值设置为0，则在此期间始终为低电平。没有任何高电平，蜂鸣器不会鸣响。
验证下图。
50%(范围/2)
20%(范围/5)
所以我们可以初始化它。它是这样说的
void初始化()
{
if (wiringPiSetup ()==-1)
出口(1)；
//将引脚设置为pwm输出模式
pinMode (1，PWM _ OUTPUT)；
//将pwm信号模式设置为ms模式
PWM setmode(PWM _ MODE _ MS)；
//设置时钟基频为19.2M/32=600KHZ
PWM setclock(32)；
}
以便以后弹奏不同频率的音阶。封装了一个哔哔声函数和哔哔声的持续时间。
无效蜂鸣音(int freq，int t_ms)
{
int范围；
中频(频率2000 频率5000)
{
printf(无效频率)；
返回；
}
//将范围设置为600KHZ/freq。也就是说，频率的周期由1/600KHZ的范围组成。
范围=600000/频率.
pwmSetRange(范围)；
//将占空比设置为50%。
pwmWrite(1，range/2)；
if(t_ms0)
{
延时(t _ ms)；
}
}
延迟由延迟控制。
通过pwmWrite(1，0)关闭输出。
剩下的就是找到闪烁星的乐谱了。设置相应的频率和持续时间。然后循环播放。
这里只是截图。具体代码下载pwm.c。
接线图如下。标签BCM 1(针脚12)连接到无源蜂鸣器的正极。为了接线方便，将负极连接到GND。我买的是加长版和排线。(第一次买错了树莓派2的40 PIN，第二次卖家发错货了。只买了第三次，也是颠簸)。
编译并执行
gcc -o pwm pwm.c -lwiringpi
须藤。/pwm
你可以听到音乐在播放。
建议不要多听。因为2K-5K的频率对人的耳朵来说有点高，听着太刺耳心慌。
学会pwm后，可以控制一些需要脉冲波控制的外部设备。
有人会说，把GPIO设置成输出模式。
pin write(1)；
睡眠(100u s)；
pin write(0)；
睡眠(100u s)；
这不是很好吗？
这是可能的，但是CPU占用了很多资源。如果用python，时间控制就更不准确了，所以既然有硬件PWM模块，就用这个函数吧。
实际上，我并不认为这一部分如此复杂。以为接上电源蜂鸣器就会响。然而，我省了20美分，学到了更多。有时候网上找不到的东西，就需要仔细查相关资料。而且硬件比软件麻烦多了。
下一部分是人体传感器。感应到人体后，配合蜂鸣器报警。
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脉冲宽度调制
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