安全型 温度、湿度、气敏智能家居 毕业设计

本科毕业设计
题目：安全型智能室内
控制系统的设计
学号： 0074813143
姓名：邓明星
班级： 07机工A1
专业：机械电子工程
学院：机电工程学院
入学时间： 2007级
指导教师：何成、王振华
日期：2011 年5 月 13日
毕业设计独创性声明
本人所呈交的毕业论文是在指导教师指导下进行的工作及取得的成果。

除文中已经注明的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：
日期：
安全型智能室内控制系统的设计
摘要
课题基于安全、健康、智能、节能的理念而开发研究的室内控制系统，对室内温度、湿度、气体浓度（主要是存在安全隐患的、可燃性的气体，如天然气，一氧化碳）进行监测。

创造一个安全型、健康型、智能型室内控制系统。

把温度控制在一个温度、湿度控制在一个舒适的范围里面、并且实时对室内的存在安全隐患的气体进行监测。

做出一系列的反应。

温度过高、过低，通过空调调节；湿度过高、过低，通过水汽制造机和干燥机控制；有害气体浓度过高，通过报警和排气装置处理。

在21世纪的今天，迫切需要一个这样的智能型系统
关键词：温度、湿度、气体浓度、智能控制系统、报警
The safe intelligent interior control system design
ABSTRACT
Subject based on safe, healthy and intelligent energy-saving concepts and development research indoor control system of indoor temperature, humidity, gas concentration (mainly is unsafe, combustible gas, such as natural gas, carbon monoxide) for monitoring. Create a safe, healthy, smart interior control system. The temperature control in a temperature, humidity control in a comfortable scope inside, and real-time right indoor unsafe gas for monitoring. Make a series of reactions. Temperature is too high, low, through the air conditioning regulation; Excessively high humidity, too low, through the water vapor manufacturing machine and drying machine control; The concentration of harmful gases is exorbitant, through alarming and air exhaust device processing. In the 21st century, the urgent need to such a control system
Key words: Temperature, humidity, gas concentration, intelligent control system, alarm
目录
第1章绪论 (1)
1.1控制系统的研究背景 (1)
1.2控系统的研究现状 (1)
1.3课题研究的意义 (2)
1.4要研究的内容 (2)
第2章室内控制系统的硬件设计 (3)
2.1单片机的时钟、复位电路 (3)
2.2 数码管驱动电路 (7)
2.3温度传感器检测电路 (12)
2.4湿度传感器检测电路 (18)
2.5蜂鸣器、LED灯驱动电路 (21)
2.6 本章小结 (24)
第3章室内控制系统的软件设计 (25)
3.1常用软件介绍 (25)
3.2室内系统的工作原理 (26)
3.3针对DS18B20温度传感器的驱动编程 (27)
3.4 针对sht10湿度传感器的驱动编程 (31)
3.5本章小结 (35)
第4章室内控制系统的参数设置与优化调节 (36)
4.1温度、湿度、空气浓度参数设置 (36)
4.2 遇到的问题和解决办法 (36)
第5章总结与展望 (38)
5.1总结与展望 (38)
参考文献 (40)
致谢 (41)
附录 (42)
第一章绪论
本章介绍了安全型智能室内控制系统的研究背景、研究现状、阐述了本系统的研究意义；大体介绍了该系统研究过程中所涉及的内容。

1.1 安全型智能室内控制系统的研究背景
随着人类生活水平的提高和高科技数字信息的发展，人类对生活环境和各种工具使用方法的要求也越来越高。

不管怎样，人们希望自己的生活环境是健康的、清洁的、安全的；使用的各种工具，家用电器都是智能的、人性化的、节能减排的。

在人们生活的环境的，对人影响最大的莫过于空气、水、食物等等。

人们希望的空气是清晰地、新鲜的、湿度适宜的、没有污染的、空气的温度也控制在某个范围内。

因而期望生活的室内房间里面，有那么一个智能的控制系统，它可以解决这些问题。

本课题就是基于工作强度大，科技发展速度快，对健康追求程度高的背景的条件下，开发的安全型智能室内控制系统。

它可以针对室内的温度、空气的湿度、以及空气的浓度（值甲烷、一氧化碳等存在安全隐患的气体）不同，自行发出一系列的动作来调节这些东西。

因为，本课题的研究方向还是顺应时代潮流的。

1.2安全型智能室内控制系统国内外的研究现状
在中国，类似的系统的已经开始出现了，但是还没有成批的生产。

因为技术条件还不够成熟，例如；系统工作的时候不怎么稳定，测量温度、湿度、空气浓度的传感器要么不灵敏、要么就是过于灵敏了；还有大部分的商家生产的这个产品不够美观，不能吸引顾客；再次就是还有相当一部分顾客对于温度、湿度、空气浓度对身体健康还不够重视，因为上述原因造成类似的产品在中国发展还不够快，不够稳定，没有形成产业链。

在国外，有很多类似这样的产品走进千家万户了。

由于国外科技发展的比
较快，所以在这个方面，他们走在中国的前面。

因而深刻的体会到研究类似产品的迫切需要
1.3安全型智能室内控制系统的研究意义
本课题的意义：
首先，基于安全的理念：由于室内存在很多安全隐患，例如厨房天然气的泄露，室内各种原因可能导致的火灾等。

如果每个家庭都有一个装置，这个装置可以检测出室内天然气泄露，室内发生火灾。

那么前端时间上海的胶州路火灾就可以及时被扑灭，进而避免有人身亡的背景。

其次，基于健康的理念：由于夏天的空气潮湿，冬天的空气干燥，还有室内吸烟的产生的烟，这些因素对于人体健康都有或大或小的危害，所以要是有一个这样的设备，该多么好
再次，基于节能的理念：由于夏天或者冬天室内的空调都一直开着，空调一直这样开着会浪费电，之前胡锦涛主席一直倡导节能减排，怎样做到节能减排呢，我认为节能减排就应该从小事做起，从现实生活做起。

最后，智能理念。

智能就是自己完成一件事件，自己控制系统。

不需要人操心。

因此，基于这些原因，老师和我准备一起开发研究一个这样的系统。

这个系统的意义在于可以自动地调节室内的温度、湿度，检测室内的气味。

而且可以节能省电，可以自行地打开窗户，自行报警。

1.4安全型智能室内控制系统的研究内容
研究内容：
●用温度、湿度、气敏传感器对分别对温度、湿度、空气浓度进行信号
采集。

●数据转换包括把温度、湿度、空气浓度模拟信号转换为数字信号
（A/D转换），以及单片机系统的数字信号转换为模拟信号（D/A转换），
进而对外部设备发出各种命令。

●用单片机或仿真软件做的系统对输入信号进行处理
●共阴、共阳极数码管电路、以及驱动显示
●用单片机控制直流电机的正反转。

第二章 室内控制系统的硬件设计
本章主要是该系统的硬件设计，各种硬件电路的设计，电子元器件的选择。

然后根据元器件的引脚，把各个电子元件件连接成电路。

2.1单片的时钟、复位电路 2.1.1、单片机的时钟电路设计
89C51单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。

在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器，就构成了内部振荡方式。

由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。

内部振荡方式的外部电路如下图所示。

外部振荡方式是把外部已有的时钟信号引入单片机内。

这种方式适宜用来使单片机的时钟与外部信号保持同步。

外部振荡方式在这里暂不介绍了。

如图２－１所示，电容器C0l ，C02起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在5-30pF 。

晶振频率MHZ f osc 24~0 ，但是典型值一般为12MH2，采用6MHz 的情况也比较多。

内部振荡方式所得的时钟情号比较稳定，实用电路中使用较多。

图２-1 时钟振荡电路
2.1.2．基本时序单位
单片机以晶体振荡器的振荡周期(或外部引入的时钟周期)为最小的时序单
位，片内的各种微操作都以此周期为时序基准。

振荡频率二分频后形成状态周期或称s 周期，所以，1个状态周期包含有2个振荡周期。

振荡频率foscl2分频后形成机器周期MC 。

所以，1个机器周期包含有6个状态周期或12个振荡周期。

1个到4个机器周期确定一条指令的执行时间，这个时间就是指令周期。

8051单片机指令系统中，各条指令的执行时间都在1个到4个机器周期之间。

4种时序单位中，振荡周期和机器周期是单片机内计算其它时间值(例如，波特率、定时器的定时时间等)的基本时序单位。

下面是单片机外接晶振频率12MHZ 时的各种时序单位的大小： 振荡周期＝1/fosc=1/12MHZ=0.0833us
● 振荡周期：晶振的振荡周期，为最小的时序单位；
● 状态周期：振荡频率经单片机片内的二分频器分频之后提供给片内CPU
的时钟周期，因此，一个状态周期包含2个振荡周期；
● 机器周期（MC ）：一个机器周期由6个状态周期组成，即12个振荡周
期。

是计算机执行一种基本操作的时间单位；
● 指令周期：执行一条指令所需的时间，一个指令周期由1到4个机器
周期组成，依据指令的不同而不同。

振荡周期=
0833
.01211==
MHZ
f osc μs
状态周期=
167
.01222==
MHZ
f osc μs
机器周期=
1121212==
MHZ
f osc
μs
指令周期=（1——4）机器周期=1～4μs 它们的关系如图2-2所示
图２-２时钟周期、指令周期、机器周期、状态周期的关系
2.1.
3.复位电路设计
当MCS-5l系列单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。

如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。

根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和手动复位。

上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。

常用的上电复位电路如下图中所示。

图中电容C和电阻R对电源十5V来说构成微分电路。

上电后，保持RST一段高电平时间，由于单片机内的等效电阻的作用，不用图中电阻R1，也能达到上电复位的操作功能。

图2-3 上电复位电路示意图
手动复位，单片机自动复位，并且在单片机运行期间，用开关操作也能使单片机复位。

常用的手动复位电路如下图所示。

上电后，由于电容Ch的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。

当单片机已在运行当中时，按下复位键后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。

图2-4 手动复位电路示意图
单片机复位后的状态：单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器PC＝0000H，这表明程序从0000H地址单元开始执行。

单片机冷启动后，片内RAM为随机值，运行中的复位操作不改变片内RAM区中的内容，21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，见下表。

值得指出的是，记住一些特殊功能寄存器复位后的主要状态，对于了解单片机的初态，减少应用程序中的韧始化部分是十分必要的。

说明：表中符号*为随机状态； A＝00H，表明累加器已被清零
表2-1 51系列单片机复位各寄存器的状态表
2.2 共阴、共阴数码管电路
LED数码管是由发光二极管构成的，亦称半导体数码管。

将条状发光二极管按照共阴极(负极)或共阳极(正极)的方法连接，组成“8”字，再把发光二极管另一电极作笔段电极，就构成了LED数码管。

若按规定使某些笔段上的发光二极管发光，就能显示从0～9的…系列数字。

同荧光数码管(VFD)、辉光数码管(NRT)相比，它具有：体积小、功耗低、耐震动、寿命长、亮度高、单色性好、发光响应的时间短，能与TTL、CMOS电路兼容等的数显器件。

2.2.1、数码管的种类：
共阴数码管: 是指数码管的输出端都接地，此时如果给输入端加高电平，那么数码管就显示。

共阳数码管：是指数码管的输出端都接高电平，此时如果给输入端加低电平，那么数码管就显示。

所以如果给一个数码管加高电平，数码管显示，那它就是共阴数码管，否则就是共阳的
图2-5 LED数码管的结构
（a）为常见的LED数码管结果（b）为共阳极数码管、（c）为共阴极数码管
如图2-5，（a）图为8段数码管的常见结构。

(b)图为共阳极8段数码管，（c）图为共阴极8段数码管。

驱动(b)图中这类共阴极数码管，只需单片机发送低电平，这样数码管就会显示。

而驱动（c）图中的这类共阴极数码管，只需单片机发送高电平，这样数码管就会被驱动
2.2.2、数码管显示原理：
共阴极数码管是把所有LED的阴极连接到共同接点com，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）。

图2-6 数码管的引脚图
例如，现在要显示“1”。

那么就用单片机点亮“B”，“C”即可了，下表为共阴数码管显示“0到9”的代码。

表2-2数码管显示代码
2.2.3、LED数码管的显示方式
LED数码管显示接口电路分为：静态显示和动态显示两种
（1）静态显示接口电路
所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。

这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方
法单片机中CPU的开销小。

可以提供单独锁存的I/O接口电路很多，常与74LS164串入并出译码器一起组合使用。

如下图，就是静态显示
图2-7 共阳极数码管的静态显示硬件图
（2）动态显示接口电路
单片机应用系统中常使用LED作为显示器,在需多位LED显示时,为了简化电路,降低成本,常将所有门的选线并联在一起,由一个8位I/O口控制,而共阴(阳)I/O线受控制,实现各部分时选通。

这就是动态显示。

如图
图2-8 数码管的动态显示硬件图
把数码管编译代码送数码管，想显示哪位就点亮哪位。

如，想6号数码管显示数字，那么就把编码送缓冲器中，然后把6号数码管置位。

用指令SETB p1.6即可。

如果要连续显示几个数字，如要显示“25”.那么就可以把“2”的代码送缓冲器去，然后置位5号数码管，利用人分别频率的原理，延时1ms，然后再清楚p1.5. CLR P1.5.然后把“5”的代码送缓冲器中，点亮6号数码管，延时1ms，再清零p1.6.然后循环几百次即可。

2.2.4、静态显示与动态显示的优缺点：
◆. 静态显示LED接口（1）连接方法各数码管的公共极固定接有效电平，
各数码管的字形控制端分别由各自的控制信号控制。

（2）优点 LED显示亮度温度，容易调节，编程容易，工作时占用CPU时间短。

（3）缺点若直接用单片机输出各位数码管的字形信号时，占用单片机的I/O口线较多。

一般仅适用于显示位数较少的应用场合。

◆动态显示LED接口（1）连接方法各位数码管的字形控制端对应地并
在一起，由一组I/O端口进行控制，各位的公共极相互独立，分别由不同的I/O控制信号控制。

（2）优点节省I/O端口线（3）缺点显示亮度不够稳定，影响因素较多；编程较复杂，占用CPU时间较多。

◆共阴极数码管与74LS164的连接方式：
一般情况下，为了腾出更多的I/O口出来，数码管使用串行连接方式，通过引脚TXD、RXD连接到74LS164上，这样可以提高单片机芯片接口的使用效率。

（图2-9为单片机与共阴极数码管的连接图）
用串行口显示温度：
显示步骤，首先先把数字“0”送第一个74LS164(从右到左算起)，发生完毕之后，清除串行中断标志位。

然后再把“2”数字送第一个74LS164，当“2”发送完毕之后，数字“0”被送到第二个74LS164，同时串行中断标志位置位。

按照以上做法，分别把“9”，“C”送第一个74LS164，然后数字“0”分别被送到第三，第四个74LS164。

当“C”发生完毕之后，延时一段时间。

这样人看见的就是“029C”了。

图2-9 串行口显示温度
2.3 温度传感器测量电路
2.3.1、温度度传感器（temperature transducer）
利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。

这些呈现规律性变化的物理性质主要有体。

温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。

按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类
接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计
非接触式温度传感器，它的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。

这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。

热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,是由两种不同成分的导体两端接合成回路时，当两接合点热电偶温度不同时，就会在回路内产生热电流。

如果热电偶的工作端与参比端存有温差时，显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值
2.3.2 DS18B20 温度传感器
本公司最新推出TS-18B20数字温度传感器，该产品采用美国DALLAS公司生产的DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

图2-10 DS18B20实物和硬件图
2.3.3 DS18B20 温度传感器的结构
DS18B20的结构简图：
图2-11 DS18B20的结构简图
DS18B20有4个主要的数据部件：
（1）光刻RO M中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。

64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。

光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。

（2）DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。

图2-12 DS18B20 测量数据结构
这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。

例如+125℃的数字输出为07D0H，+25.0625℃的数字输出为0191H，-25.0625℃的数字输出为FE6FH，-55℃的数字输出为FC90H。

如表2-3
表2-3 DS18B20测量值与温度实际温度对照
（3）DS18B20温度传感器的存储器DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。

配置寄存器结构：
表2-4 DS18B20配置寄存器结构
低五位一直都是"1"，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。

在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。

R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）
表2-5 DS18B20 测量数据设置
（4）高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如表2-6所示。

当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。

单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式如表1所示。

对应的温度计算：当符号位S=0时，直接将二进制位转换为十进制；当S=1时，先将补码变为原码，再计算十进制值。

表2是对应的一部分温度值。

第九个字节是冗余检验字节。

DS18B20暂存寄存器分布
表2-6 DS18B20 暂寄存器地址分布
2.3.4 DS18B20 与单片机的硬件连接图
图2-13 DS18B20与单片机的硬件连接图
本图中有个上拉电阻。

这是根据电路需要设计的，主要目的是为了防止干扰，增加电路的稳定性。

假如没有上拉，时钟和数据信号容易出错，毕竟，CPU的功率有限，带很多BUS线的时候，提供高电平信号有些吃力。

而一旦这些信号被负载或者干扰拉下到某个电压下，CPU无法正确地接收信息和发出指令，只能不断地复位重启。

图中只需要单片机的一个引脚与DQ引脚连接即可。

但是硬件的连接必然会导致软件的复杂。

下一章节会谈到相关的软件编程。

2.4湿度传感器（humidity transducer）测量电路
湿度传感器：能感受气体中水蒸气含量，并转换成可用输出信号的传感器。

人类的生存和社会活动与湿度密切相关。

随着现代化的实现，很难找出一个与湿度无关的领域来。

由于应用领域不同，对湿度传感器的技术要求也不同。

从制造角度看，同是湿度传感器，材料、结构不同，工艺不同．其性能和技术指标有很大差异，因而价格也相差甚远
2.4.1 湿度传感器的简介
湿敏元件是最简单的湿度传感器。

湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。

湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。

湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。

当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。

2.4.2SHT10湿度传感器的简介
瑞士Sensirion公司推出了SHTxx单片数字温湿度集成传感器。

采用CMOS过程微加工专利技术（CMOSens technology），确保产品具有极高的可靠性和出色的长期稳定性。

该传感器由1个电容式聚合体测湿元件和1个能隙式测温元件组成，并与1个14位A/D转换器以及1个2-wire数字接口在单芯片中无缝结合，使得该产品具有功耗低、反应快、抗干扰能力强等优点。

图2-14 SHT10实物
(1） SHT10的特点
SHT10的主要特点如下：
◆相对湿度和温度的测量兼有露点输出；
◆全部校准，数字输出；
◆接口简单（2-wire）,响应速度快；
◆超低功耗，自动休眠；
◆出色的长期稳定性；
◆超小体积（表面贴装）；
◆测湿精度±45%RH，测温精度±0.5℃（25℃）。

(2) 引脚说明及接口电路
典型应用电路
图2-15 SHT10与单片机的硬件连接图
引脚以及接口说明
图2-16 SHT10湿度传感器的引脚说明图
电源引脚（VDD、GND）：
SHT10的供电电压为2.4V～5.5V。

传感器上电后，要等待11ms，从“休眠”状态恢复。

在此期间不发送任何指令。

电源引脚（VDD和GND）之间可增加1个100nF的电容器，用于去耦滤波。

串行接口：
SHT10的两线串行接口（bidirectional 2-wire）在传感器信号读取和电源功耗方面都做了优化处理，其总线类似I2C总线但并不兼容I2C总线。

①串行时钟输入（SCK）。

SCK引脚是MCU与SHTIO之问通信的同步时钟，由于接口包含了全静态逻辑，因此没有最小时钟频率。

②串行数据（DATA）。

DATA引脚是1个三态门，用于MCU与SHT10之间的数据传输。

DATA的状态在串行时钟SCK的下降沿之后发生改变，在SCK的上升沿有效。

在数据传输期间，当SCK为高电平时，DATA数据线上必须保持稳定状态。

为避免数据发生冲突，MCU应该驱动DATA使其处于低电平状态，而外部接1个上拉电阻将信号拉至高电平。

2.5蜂鸣器（speaker）、LED灯驱动电路
2.5.1 蜂鸣器
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，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、定时器等电子产品中作发声器件。

蜂鸣器的分类：蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型
压电式蜂鸣器：压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。

有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。

多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。

当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。

在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。

电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。

接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。

振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。

2.5.2 有源蜂鸣器和无源蜂鸣器
这里的“源”不是指电源。

而是指震荡源。

也就是说，有源蜂鸣器内部带震荡源，所以只要一通电就会叫。

而无源内部不带震荡源，所以如果用直流信号无法令其鸣叫。

必须用2K~5K的方波去驱动它。

有源蜂鸣器往往比无源的贵，就是因为里面多个震荡电路。

所以，用单片机驱动有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的方法就不同了。

驱动有源蜂鸣器的方法就是直接给高、低电平。

但是驱动无源蜂鸣器的方法就不同了，因为无源蜂鸣器内部没有振荡源，所以不能单纯的给无源蜂鸣器高电平，而是给“方波”驱动。

所谓方波就是分别让高、低电平持续一段时间。