《庐山派从入门到...》PWM板载蜂鸣器

《庐山派从入门到...》PWM控制无源蜂鸣器

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PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）是一种在嵌入式系统中常用的技术，它可以用来模拟信号，控制设备的功率输出或者实现对设备的精确控制。PWM信号是一种类似于方波的信号，具有固定的频率，但脉冲宽度（占空比）可以调整。

频率（Frequency）：指PWM信号在一秒内循环的次数。频率是周期的倒数，单位是赫兹（Hz）。
周期（Period）：指一个完整的PWM信号的时间长度，与频率成反比。单位是秒（s）。
脉宽（Pulse Width）：指PWM信号中高电平（通常为1）的时间长度。单位是秒（s）或毫秒（ms）。
占空比(Duty Ratio)：表示在一个完整的PWM信号周期内，高电平（通常为1）所占的时间比例。占空比 = （脉宽 / 周期）x 100%。
上升沿（Rising Edge）：PWM信号从低电平跳变到高电平的瞬间，通常用来作为触发事件。
下降沿（Falling Edge）：PWM信号从高电平跳变到低电平的瞬间，也常被用作触发事件。
正脉冲宽度（Positive Pulse Width）：PWM信号中高电平的持续时间，一般情况下的脉宽指的就是这个。
负脉冲宽度（Negative PulseWidth）：PWM信号中低电平的持续时间。

在嵌入式系统中，PWM的应用场景非常广泛，例如：

电机控制：通过调整PWM的占空比，可以精确控制直流电机的转速。占空比越高，电机转速越快；占空比越低，电机转速越慢。

LED亮度调节：通过调整PWM的占空比，可以实现对LED灯的亮度调节。占空比越高，LED灯越亮；占空比越低，LED灯越暗。

这个就是我们的板载无源蜂鸣器了，蜂鸣器可以将电信号转化为声音信号，可以向用户提供声音反馈或者警报信号。
蜂鸣器从构造类型上有电磁式和电压式两种，从驱动方式上来说有无源（由外部方波驱动）和有源（由内部驱动，外部给电就行）两种，这里选择的是无源电磁式贴片蜂鸣器，工作电压2.5-4.5v，频率4000Hz，这里的频率是指他在这个频率下的声音最响。
可以用这个蜂鸣器来做人机交互的提示，也可以用不同的PWM来驱动这个蜂鸣器来播放简单的纯音调音乐。

配置PWM模块

⚠️注意！

K230 内部包含两个 PWM 硬件模块，每个模块具有三个输出通道。每个模块的输出频率可调，但三个通道共享同一时钟，而占空比则可独立调整。因此，通道 0、1 和 2 输出频率相同，通道 3、4 和 5 输出频率也相同。这里优先考虑的是板载功能的互斥，所以驱动蜂鸣器用的是PWM1,背光驱动用的是PWM5，这两个PWM通道之间没有耦合，可以随意调整。如果大家同时用到蜂鸣器和背光驱动的时候就要注意了，如果此时使用排针的PWM信号，那么他的频率也就是周期其实你已经不能改了，否则就会互相影响。

要使用 machine.PWM，首先需要导入该模块：

from machine import PWM

控制板载无源蜂鸣器

import time
from machine import PWM, FPIOA# 配置蜂鸣器IO口功能
beep_io = FPIOA()
beep_io.set_function(43, FPIOA.PWM1)# 初始化蜂鸣器PWM通道
beep_pwm = PWM(1, 4000, 50, enable=False)  # 默认频率4kHz,占空比50%# 使能PWM通道输出
beep_pwm.enable(1)
# 延时50ms
time.sleep_ms(50)
# 关闭PWM输出 防止蜂鸣器吵闹
beep_pwm.enable(0)
# 叫完了就释放PWM
beep_pwm.deinit()

播放【一闪一闪亮晶晶】

import time
from machine import PWM, FPIOA# 配置蜂鸣器IO口功能
beep_io = FPIOA()
beep_io.set_function(43, FPIOA.PWM1)# 初始化蜂鸣器
beep = PWM(1, 1000, 50, enable=False)  # 默认频率1kHz,占空比50%# 定义音符频率（以Hz为单位）
notes = {'C4': 261,'D4': 293,'E4': 329,'F4': 349,'G4': 392,'A4': 440,'B4': 493,'C5': 523
}# 定义《一闪一闪亮晶晶》旋律和节奏 (音符, 时长ms)
melody = [('C4', 500), ('C4', 500), ('G4', 500), ('G4', 500),('A4', 500), ('A4', 500), ('G4', 1000),('F4', 500), ('F4', 500), ('E4', 500), ('E4', 500),('D4', 500), ('D4', 500), ('C4', 1000)
]def play_tone(note, duration):"""播放指定音符"""frequency = notes.get(note, 0)  # 获取音符对应的频率if frequency > 0:beep.freq(frequency)        # 设置频率beep.enable(True)           # 启用蜂鸣器time.sleep_ms(duration)     # 持续播放指定时间beep.enable(False)          # 停止蜂鸣器time.sleep_ms(50)           # 音符之间的短暂停顿# 播放旋律
for note, duration in melody:play_tone(note, duration)# 释放PWM资源
beep.deinit()

播放do re mi

import time
from machine import PWM, FPIOA# 配置蜂鸣器IO口功能
beep_io = FPIOA()
beep_io.set_function(43, FPIOA.PWM1)# 初始化蜂鸣器
beep = PWM(1, 1000, 50, enable=False)  # 默认频率1kHz,占空比50%# 定义音符频率（以Hz为单位）
notes = {'do':523,'re':587,'mi':659,'fa':698,    'so':784,  'la':880,     'si':988,    }# 定义《一闪一闪亮晶晶》旋律和节奏 (音符, 时长ms)
melody = [('do',500),('re', 500), ('mi', 500), ('fa', 500),('so',500),('la', 500), ('si', 1000)
]def play_tone(note, duration):"""播放指定音符"""frequency = notes.get(note, 0)  # 获取音符对应的频率if frequency > 0:beep.freq(frequency)        # 设置频率beep.enable(True)           # 启用蜂鸣器time.sleep_ms(duration)     # 持续播放指定时间beep.enable(False)          # 停止蜂鸣器time.sleep_ms(50)           # 音符之间的短暂停顿# 播放旋律
for note, duration in melody:play_tone(note, duration)# 释放PWM资源
beep.deinit()