我在高职教STM32GPIO入门之蜂鸣器

　　大家好，我是老耿，高职青椒一枚，一直从事单片机、嵌入式、物联网等课程的教学。对于高职的学生层次，同行应该都懂的，老师在课堂上教学几乎是没什么成就感的。正是如此，才有了借助头条平台寻求认同感和成就感的想法。在这里，我准备陆续把自己花了很多心思设计的教学课件分享出来，如果您正是一名单片机爱好者或是一名同行，欢迎点赞关注，各位的支持是本人持续输出的动力，多谢多谢！30天学会STM32STM32单片机单片机
　　本章我们延续上一章闪烁灯的主题，通过STM32的IO口来控制开发板上的有源蜂鸣器，实现发声控制。通过本章的学习，你将进一步了解STM32的IO口作为输出口使用的方法。
　　【学习目标】理解蜂鸣器的电路原理续领悟GPIO的初始化和电平控制会利用函数手册查找、使用函数一、认识蜂鸣器1。1蜂鸣器的应用和分类
　　蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机等电子产品中作发声器件。蜂鸣器按构造方式的不同，可分为电磁式蜂鸣器和压电式蜂鸣器；按其驱动方式的不同，可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。我们开发板上的蜂鸣器是电磁式的有源蜂鸣器，如图1所示。
　　图1开发板上的有源蜂鸣器
　　这里的有源或无源不是指电源的源，而是指有没有自带振荡源。有源蜂鸣器内部自带了振荡电路，一通电就会发声，声音频率固定；无源蜂鸣器则没有自带振荡电路，必须外部提供25kHz左右的方波驱动，才能发声，音调也会随驱动信号的频率变化而改变。1。2蜂鸣器的驱动电路
　　上一章，我们利用STM32的IO口去直接驱动LED。本章的蜂鸣器，是否也能直接驱动呢？让我们来简单分析下：STM32F1的单个IO最大可以提供25mA电流（来自数据手册），而蜂鸣器的驱动电流大概是30mA，两者十分相近，但是全盘考虑，STM32F1整个芯片的电流，最大也就150mA，如果用IO口直接驱动蜂鸣器，其他地方用电就得省着点了。因此，在开发板的电路设计上，是将IO口信号通过三极管扩流后再驱动蜂鸣器，如图2所示，这样只需要提供不到1mA的电流就足够了。
　　图2蜂鸣器与STM32连接原理图
　　从上图可知，蜂鸣器的驱动信号连接在STM32的PB3引脚上，用一个NPN三极管Q7来驱动蜂鸣器，R55主要用于防止蜂鸣器的误发声。当PB3输出高电平的时候，蜂鸣器发声；当PB3输出低电平的时，蜂鸣器停止发声。由此可见，IO口使用虽然简单，但是和外部电路的匹配设计，还是十分讲究的，考虑越多，设计就越可靠，可能出现的问题也就越少。二、蜂鸣器编程实践2。1任务描述
　　实验现象很简单，我们让开发板上的蜂鸣器发出嘀嘀的间隔声。这个实验的目的在于进一步熟悉IO口的使用，如果大家明白了上面蜂鸣器的发声原理，就会发现这个实验的控制方式跟上一章的闪烁灯如出一辙，也是高电平延时低电平延时的循环套路。然而，PB3这个引脚跟其他IO口相比有点特殊，我们对它初始化的时候还有一些附加操作，详见下面的代码分析2。2工程文件清单
　　按照上一章对工程文件的管理，控制一类新的硬件就增加一对与之匹配的驱动文件，即图3中的beep。c和beep。h。
　　图3蜂鸣器工程文件2。3工程代码剖析
　　为了突出源码的功能细节和满足排版要求，这里对源码进行了必要的分割处理。连续且完整的源码请阅读本实验配套的工程。
　　1。beep。h源码剖析
　　和上一章控制LED类似，代码清单1里定义了两个宏：BEEPON（）和BEEPOFF（），用来实现向PB3输出高电平和低电平的操作，这样既简化了书写，还能见名知意。此外，头文件里肯定少不了函数声明，这里只有一个蜂鸣器端口初始化的函数。
　　代码清单1beep。h文件源码
　　2。beep。c源码剖析
　　如代码清单2所示，该文件只有一个BeepInit（）函数，完成对蜂鸣器IO口的初始化。
　　代码清单2beep。c文件源码
　　大家应该看到了，上面的初始化跟上一章的LED端口初始化相比，还是有点不一样的。STM32F10x系列的MCU复位后，PA131415以及PB34默认配置为JTAG功能。但是，这里的PB3并非JTAG调试引脚，于是就有了第35行中的调用GPIOPinRemapConfig（）这个引脚重映射库函数，而参数GPIORemapSWJJTAGDisable的意思是禁用JTAG调禁模式，使能SW调试模式。由于SW调试模式并不使用PB3引脚，这样我们就即保障了程序可以正常地下载和调试，又可以用PB3作为普通IO口控制蜂鸣器了。
　　由此可见，PB3已经不是单纯的IO口了，还附加了调试功能。因此，我们在初始化的时候还打开了IO口复用这个外设的时钟（第33行）。
　　3。main。c源码剖析
　　主程序很简单，见代码清单3，请结合注释来阅读。
　　代码清单3main。c文件源码2。4验证与测试
　　同样，我们通过STLink下载代码，下载完成后，蜂鸣器开始嘀嘀嘀鸣响，间隔为0。3秒左右，符合预期设计。
　　至此，我们的本章的学习就结束了。作为STM32的入门第二个例子，进一步介绍了GPIO作为输出口的使用方法，同时巩固了前面知识的学习。希望大家在开发板上实际验证一下，从而加深印象。