蜂鸣器故障的分析及应用
摘要自从中国加入世贸组织以来，汽车行业发展迅猛。所以，人们对汽车使用的安全性、可靠性、舒适性、经济性等方面都提出了较高的要求。本文就以汽车蜂鸣器故障分析和音频警告种类为例进行讲解，更好地诠释汽车安全可靠方面的问题。
【关键词】故障分析蜂鸣器控制模块串行数据信息当汽车出现严重故障或者汽车系统出现问题，汽车应发出音频警告。一般汽车的音频警告都是由收音机扬声器发出的。汽车串行数据电路发出音频警告请求，收音机接收警告请求。要是出现以下情况：同时接收到多个音频警告信号，收音机则以优先级最高原则进行处理。要是汽车没有安装收音机，汽车串行数据电路利用蜂鸣模块进行发出和接收音频警告请求。
1 蜂鸣器故障分析
汽车发出音频警告，是因为汽车的车身控制模块、车内组合仪表和安全气囊的传感器装置等模块向系统总线发出请求。告知汽车没有安装收音机，故汽车蜂鸣模块连续发出音频警告。电路测试分析如下：
（1）汽车没有安装收音机
首先，将汽车点火装置处于ON状态，进行蜂鸣器测试需要借助故障诊断仪，起作用是判别车内所有音频警告的声音是否正常。如果发现音频警告模块不能正常工作，则需要立刻替换蜂鸣器装置。
（2）汽车安装收音机
扬声器故障分析：将汽车点火装置处于ON状态，打开收音机，将车内所有扬声器的收音机平衡信号和衰减信号进行调节。此时，扬声器要是没有正常工作，我们可以参考“扬声器故障”诊断进行调试。
驾驶员侧安全带指示灯电路故障分析：将汽车点火装置处于ON状态，将驾驶员侧的安全带系好，观测汽车故障诊断仪“驾驶员安全带状态”显示是否为系好。如果显示没有系好，我们可以参考“驾驶员侧安全带指示灯电路故障”诊断进行调试。
前照灯故障分析：将汽车点火装置处于ON状态，将前照灯的开关打开，观测汽车故障诊断仪“前照灯接通开关”显示是否为没有启动，如果显示启动，我们可以参考“前照灯故障”诊断进行调试。
尾灯、驻车灯和牌照灯故障分析：将汽车点火装置处于ON状态，将驻车灯的开关打开，观测汽车故障诊断仪“驻车灯接通开关”显示是否为没有启动，如果显示启动，我们可以参考“尾灯、驻车灯和牌照灯故障”诊断进行调试。
汽车转向信号灯和指示灯故障分析：将汽车点火装置处于ON状态，将转向灯信号开关打开，观测汽车故障诊断仪“左转向信号开关和右转向信号开关”显示是否为没有启动，如果显示启动，我们可以参考“汽车转向信号灯和指示灯故障”诊断进行调试。
驻车制动系统诊断分析：将汽车点火装置处于ON状态，将汽车驻车制动器松开，观测汽车故障诊断仪“驻车制动器开关”显示是否为没有启动，如果显示启动，我们可以参考“驻车制动系统诊断”诊断进行调试。
汽车车门没关指示灯故障分析：将汽车点火装置处于ON状态，将汽车车门关好，观测汽车故障诊断仪显示是否为没有启动，如果显示启动，我们可以参考“汽车车门没关指示灯故障”诊断进行调试。
驻车辅助系统故障分析：将汽车点火装置处于ON状态，检查并观测汽车故障诊断仪“驻车辅助蜂鸣器”显示情况，如果驻车辅助系统已启动参数显示也为启动、驻车辅助系统没有启动参数显示也为没有启动时，表示正常工作。反之，我们可以参考“驻车辅助系统故障”诊断进行调试。如果上述测试均显示正常工作，则需要替换汽车收音机。
2 蜂鸣器音频警告应用
汽车的蜂鸣模块或者收音机可以发出好多种蜂鸣声，包括：滴滴声、噼啪声、嗒咔声、间接蜂鸣声和连续蜂鸣声等。
2.1 系紧安全带音频警告分析
汽车蜂鸣发生器发出音频警告情况之一是：汽车车身控制模块感应汽车驾驶员没有系安全带。汽车车身控制模块传送串行数据信息给蜂鸣发生器，要求汽车蜂鸣器发出连续的警告声音信号，同时汽车仪表盘也显示出驾驶员没有系安全带的指示灯亮起。电路测试分析如下：
将汽车点火装置处于ON状态。汽车诊断模块检测到驾驶员没有系好安全带，接收到低电平信号。汽车安全气囊的传感器也感应到相应信息，并传送串行数据信息，显示安全带目前的状态。如果将汽车点火装置处于ON状态并系好了安全带，则此时蜂鸣器不会发出声音。如果在蜂鸣器发声时安全带被系好，蜂鸣器就会停止发出音频警告声。
2.2 车灯没有关音频警告分析
如果准备离开汽车而车灯未关时，车身控制模块会传送串行数据信息给蜂鸣发生器，告知蜂鸣器需发出连续音频警告声音，提示驾驶员汽车车灯没有关闭。电路测试分析如下：将汽车点火装置处于OFF状态。车身控制模块感应到低电平信号，此时汽车驾驶员测车门已打开。车身控制模块确定前照灯开关处于驻车灯或前照灯位置。
2.3 汽车制动警告分析
多个控制模块发出请求启动制动音频警告给蜂鸣发生器。车身控制模块、电子制动控制模块或驻车制动控制模块
传送串行数据信息给汽车蜂鸣发生器，要求其发出连续音频警告。
当发生以下情况时，将发出制动警告声并点亮制动指示灯。电路测试分析如下：
将汽车点火装置处于ON状态，车速不小于8 公里/小时。发动机控制模块将车速的串行数据信息发送给组合仪表；车身控制模块确定驻车制动器已接合且信号电路为低电平；制动液液位过低。
2.4 钥匙插入点火开关警告分析
蜂鸣发生器根据车身控制模块的请求启动钥匙插入点
火音频警告。车身控制模块会传送串行数据信息给蜂鸣发生器，要求其发出连续音频警告。如出现如下状况时，将发出钥匙插入点火开关警告声。将汽车点火装置处于OFF状态；车身控制模块确定驾驶员侧车门打开且信号电路为低电平。
2.5 汽车车门没有关音频警告分析
蜂鸣发生器根据车身控制模块的警告请求发出车门未
关音频警告。车身控制模块会传送串行数据信息给蜂鸣发生器，要求其发出连续音频警告。如出现如下状况时，是告知此时汽车车门没有关闭，并在驾驶员信息中心点亮相应的车门未关指示灯。电路测试分析如下：
车身控制模块检测到车门（驾驶员侧车门、乘客侧车门、左后门、右后门）打开，并且接收到低电平信号。汽车门没
有关闭的信息通过车身控制模块传送给组合仪表。此时，汽车不在驻车档状态。
综上所述，本文分析了汽车蜂鸣器的故障排除与调试以及音频警告的工作原理等内容，其目的就是让大家对汽车有了更为全面的认识，共同为了汽车制造产业迅猛发展发挥一定的力量。
参考文献
[1] 史俊海. 浅议汽车蜂鸣器作用与结构原理[J]. 农村实用科技信息，2004（4）.
[2]贾子福. 压电蜂鸣器[J]. 压电与声光，2008（6）.
作者单位
包头职业技术学院电气工程系内蒙古自治区包头市014030
蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原理 目前市场上广泛使用的蜂鸣器有电磁式与压电式，我司使用的蜂鸣器以压电式为主。 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器，压电蜂鸣片（以压电陶瓷为主，如下图所示），阻抗匹配器及共鸣箱，外壳等组成。其主要原理是以压电陶瓷的压电效应，来带动金属片的震动而发声。 压电陶瓷其实是一能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。 所谓压电效应是指某些介质在受到机械压力时，哪怕这种压力微小得像声波振动那样小，都会产生压缩或伸长等形状变化，引起介质表面带电，便会产生电位差，这是正压电效应。反之，施加激励电场或电压，介质将产生机械变形，产生机械应力，称逆压电效应。如果压力是一种高频震动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械震动），这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。压电式蜂鸣器就是运用其将电能转换问机械能的逆压电效应。 压电蜂鸣器的主要应用电路如下图所示，R为阻抗匹配电阻。 当脉冲信号为高电平时，通过三级管导通，则在蜂鸣器两端形成一个VDC的电压，使压电陶瓷产生形变。当脉冲信号为低电平时，通过三极管关断。此时压电陶瓷形变复原，则在其两端产生一个由机械能转换为电能的电压，此时的电压需要通过阻抗匹配电阻进行释放，从而可使蜂鸣器产生一个稳定频率的声音信号。如下图所示，幅值与VDC相等，频率与芯片控制端口频率相等。 压电蜂鸣片
蜂鸣器端口信号主控芯片端口信号 R=1K时蜂鸣器两端信号
蜂鸣器两端，以及当R=1K时，其等效电容的放电时间为46us 蜂鸣器两端，以及当R=100Ω时，其等效电容的放电时间为6.8us
什么是故障树分析法 故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。 1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA，从而迅速推动了它的发展。 什么是故障树图(FTD) 故障树图 ( 或者负分析树)是一种逻辑因果关系图，它根据元部件状态(基本事件)来显示系统的状态(顶事件)。就像可靠性框图(RBDs)，故障树图也是一种图形化设计方法，并且作为可靠性框图的一种可替代的方法。 一个故障树图是从上到下逐级建树并且根据事件而联系，它用图形化"模型"路径的方法，使一个系统能导致一个可预知的，不可预知的故障事件（失效），路径的交叉处的事件和状态，用标准的逻辑符号(与，或等等)表示。在故障树图中最基础的构造单元为门和事件，这些事件与在可靠性框图中有相同的意义并且门是条件。 故障树和可靠性框图(RBD) FTD和RBD最基本的区别在于RBD工作在"成功的空间"，从而系统看上去是成功的集合，然而，故障树图工作在"故障空间"并且系统看起来是故障的集合。传统上，故障树已经习惯使用固定概率(也就是，组成树的每一个事件都有一个发生的固定概率)然而可靠性框图对于成功(可靠度公式)来说可以包括以时间而变化的分布，并且其他特点。 故障树分析中常用符号 故障树分析中常用符号见下表:
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故障树分析法的内容及其分析 故障树分析法（Fault Tree Analysis）是1961~1962年间，由美国贝尔电话实验室的沃森（H.A.Watson）在研究民兵火箭的控制系统中提出来的。首篇论文在1965年由华盛顿大学与波音公司发起的讨论会上发表。1970年波音公司的哈斯尔（Hassl）、舒洛特（Schroder）与杰克逊（Jackson）等人研制出故障树分析法的计算机程序，使飞机设计有了重要改进。1974年美国原子能委员会发表了麻省理工学院（MIT）的拉斯穆森（Rasmusson）为首的安全小组所写的“商用轻水核电站事故危险性评价”报告，使故障树分析法从宇航、核能逐步推广到电子、化工和机械等部门。 故障树分析法实际上是研究系统的故障与组成该系统的零件（子系统）故障之间的逻辑关系，根据零件（子系统）故障发生的概率去估计系统故障发生概率的一种方法。对可能造成系统失效的硬件、软件、环境、人为等因素进行分析，画出故障树，确定系统失效的各种可能组合方式及其发生的概率，从而计算出系统的失效概率，以便采取相的补救措施以提高系统的可靠性。 故障树分析一般有以下一些作用： （1）指导人们去查找系统的故障。 （2）能够指出系统中一些关键零件的失效对于系统的重要性。 （3）在系统的管理中，提供了一种看得见的图解，以便帮助人们对系统进行故障分析，并且对系统的设计有一定的指导作用。 （4）节省了大量的分析系统故障的时间，简化了故障分析过程。 （5）为系统的可靠度的定性与定量分析奠定的基础。 故障树分析一般按以下顺序进行： （1）定义系统，确定分析目的和内容，明确对系统所作的基本假设，对系统有一个详细的、透彻的认识。 （2）选定系统的顶事件。 （3）根据故障之间的逻辑关系，建造故障树。 （4）故障树的定性分析。分析各故障事件结构的重要度，应用布尔代数对其进行简化，找出故障树的最小割集。 （5）收集并确定故障树中每个基本事件的发生概率或基本事件分布规律及其特性参数。 （6）根据故障树建立系统不可靠度（可靠度）的统计模型，确定对系统作定量分析的方法，然后对该系统进行定量分析，并对分析结果进行验证。 （7）根据分析提出改进意见，提高系统的可靠性。
蜂鸣器的介绍 推荐 一）蜂鸣器的介绍 1．蜂鸣器的作用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。 2．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。 3．蜂鸣器的电路图形符号蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。 （二）蜂鸣器的结构原理 1．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。 2．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。 一、常规电磁蜂鸣器产品是如何工作的？ 无源电磁蜂鸣器工作原理是：交流信号通过绕在支架上的线包在支架的芯柱上产生一交变的磁通，交变的磁通和磁环恒定磁通进行叠加，使钼片以给定的交流信号频率振动并配合共振腔发声。产品的整个频率和声压的响应曲线与间隙值、钼片的固有振动频率（可粗略折射为小钼片的厚度）、外壳（亥姆霍兹共振声腔）频率、磁环的磁强漆包线的线径有直接关系。 二、常规电磁无源蜂鸣器产品由哪些材料组成？ 三、常规压电蜂鸣器产品是如何工作的？
蜂鸣器的简单介绍： 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。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“ZZG”、“LB”、“JD”等）表示。 1.分类： 蜂鸣器可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。有源蜂鸣器与无源蜂鸣器的区别： 注意：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。 无源蜂鸣器的优点是： 1）. 便宜 2). 声音频率可控，可以做出“多来米发索拉西”的效果 3). 在一些特例中，可以和LED复用一个控制口 有源蜂鸣器的优点是：程序控制方便。 2.蜂鸣器的驱动方式： 由于自激蜂鸣器是直流电压驱动的，不需要利用交流信号进行驱动，只需对驱动口输出驱动电平并通过三极管放大驱动电流就能使蜂鸣器发出声音，很简单，这里就不对自激蜂鸣器进行说明了。这里只对必须用1/2duty 的方波信号进行驱动的他激蜂鸣器进行说明。 单片机驱动他激蜂鸣器的方式有两种：一种是PWM 输出口直接驱动，另一种是利用I/O 定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器进行驱动。 PWM 输出口直接驱动是利用PWM 输出口本身可以输出一定的方波来直接驱动蜂鸣器。在单片机的软件设置中有几个系统寄存器是用来设置PWM 口的输出的，可以设置占空比、周期等等，通过设置这些寄存器产生符合蜂鸣器要求的频率的波形之后，只要打开PWM 输出，PWM 输出口就能输出该频率的方波，这个时候利用这个波形就可以驱动蜂鸣器了。比如频率为2000Hz 的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为500μs，这样只需要把PWM 的周期设置为500μs，占空比电平设置为250μs，就能产生一个频率为2000Hz 的方波，通过这个方波再利用三极管就可以去驱动这个蜂鸣器了。 而利用I/O 定时翻转电平来产生驱动波形的方式会比较麻烦一点，必须利用定时器来做定时，通过定时翻转电平产生符合蜂鸣器要求的频率的波形，这个波形就可以用来驱动蜂鸣器了。比如为2500Hz 的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为400μs，
压电蜂鸣器的主要应用电路如下图所示, R 为阻抗匹配电阻 蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原理 目前市场上广泛使用的蜂鸣器有电磁式与压电式，我司使用的蜂鸣器以压电式为主。 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器，压电蜂鸣片（以压电陶瓷为主，如下图所示），阻抗匹 配器及共鸣箱，外壳等组成。其主要原理是以压电陶瓷的压电效应， 来带动金属片的震动而发声。 压电陶瓷其实是一能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料 质在受到机械压力时，哪怕这种压力微小得像声波振动那样小， 都会产生压缩或伸长等形状变化, 引起介质表面带电，便会产生电位差，这是正压电效应。反之，施加激励电场或电压，介质将产 生机械变形，产生机械应力，称逆压电效应。如果压力是一种高频震动， 则产生的就是高频电流。 而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械震动） ，这就是我们平常所说的超声 波信号。也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。 压电式蜂鸣器就是 运用其将电能转换问机械能的逆压电效应。 压电蜂鸣片 所谓压电效应是指某些介
当脉冲信号为高电平时，通过三级管导通，则在蜂鸣器两端形成一个 陶瓷产生形变。当脉冲信号为低电平时，通过三极管关断。 此时压电陶瓷形变复原， 则在其两端 产生一个由机械能转换为电能的电压， 此时的电压需要通过阻抗匹配电阻进行释放， 从而可使蜂 鸣器产生一个稳定频率的声音信号。如下图所示，幅值与 VDC 相等，频率与芯片控制端口频率 VDC 的电压，使压电
R=1K时蜂鸣器两端信号 蜂鸣器两端，以及当R=1K 时，其等效电容的放电时间 为46us
若将其阻抗匹配电阻去除， 则压电陶瓷两端的电压无法释放, 定的电压，大小与 VDC 相等，具体如下图所示: 蜂鸣器两端，以及 间为6.8us 当R=100 Q 时，其 等效电容的放电时 蜂鸣器两端，以及 电完成 当R=10K 时，其等 效电容不能完全放 这样就会在其两端产生一个稳
几种驱动蜂鸣器的编程示例 以下介绍几种在S3F9454/9444下驱动蜂鸣器的编程示例,供参考 A.第一种,普通IO高低电平驱动法 ;运行环境: S3F9454,Fosc= 3.2MHz无分频 ;P2.0为蜂鸣输出端口 ;本例输出频率为4KHZ,即每250US一个周期,高低电平时间分别为125US BEEP: LD BTCON,#10100011B ;看门狗禁用 DI PUSH R5 PUSH R6 ;首先配置P2.0为普通推挽输出端口 AND P2CONL,#0FEH OR P2CONL,#02H LD R6,#0FAH ;R6设置输出方波个数,本例为250个(计时62.5MS) ONE_BEEP: LD R5,#27H ;R5为频率发生计时器,本例为近似125US(4KHZ) XOR P2,#01H _LOOP: DEC R5 JR NZ,_LOOP DEC R6 JR NZ,ONE_BEEP LD BTCON,#02H ;恢复看门狗运行 EI POP R6 POP R5 RET ;----------------------------------------------------------- B.利用P2.0配置为T0定时器匹配输出方式产生 ;注: 该方式可用于带多位数码显示扫描的软件中,可有效避免因蜂鸣器 ;输出而造成的数码显示抖动闪烁 ;因定时器T0被分配作为T0匹配输出定时器,所以本例中利用看门狗定时器 ;的实时计时器BTCNT作为数码显示实时扫描计时器 ;R0为蜂鸣时间长短计时器,由主调用程序进行予设置 ;运行环境: S3F9454,Fosc= 3.2MHZ无分频 ;P2.0为蜂鸣输出端口 ;本例输出频率为4KHZ,即每250US一个周期,高低电平时间分别为125US ;----------------------- BEEP: DI PUSH R1 PUSH T 0CON PUSH T0DATA ;在蜂鸣输出前首先扫描一次数码显示 CALL LED_SCAN OR P2CONL,#03H ;set P2.0 as T0 match output/every 12 5us LD T0CON,#10001000B ;set T0 input cLOCk=Fosc/8 LD T0DATA,#32H LD BTCON,#10100011B ;DISAble Watch-dog run, ;but btcnt clk input fxx/4096= 1.280ms NEXT_BEEP: LD R1,#0AH WAIT_CNT: OR BTCON,
故障树分析法(Fault Tree Analysis简称FTA) 概念 什么是故障树分析法 故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。 1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA，从而迅速推动了它的发展。目前，故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段，但其应用范围正在不断扩大，是一种很有前途的故障分析法。 故障树分析(Fault Tree Analysis)是以故障树作为模型对系统进行可靠性分析的一种方法，是系统安全分析方法中应用最广泛的一种自上而下逐层展开的图形演绎的分析方法。在系统设计过程中通过对可能造成系统失效的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素）进行分析，画出逻辑框图（失效树），从而确定系统失效原因的各种可能组合方式或其发生概率，以计算的系统失效概率，采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性的一种设计分析方法。 故障树分析方法在系统可靠性分析、安全性分析和风险评价中具有重要作用和地位。是系统可靠性研究中常用的一种重要方法。它是在弄清基本失效模式的基础上，通过建立故障树的方法，找出故障原因，分析系统薄弱环节，以改进原有设备，指导运行和维修，防止事故的产生。故障树分析法是对复杂动态系统失效形式进行可靠性分析的有效工具。近年来，随着计算机辅助故障树分析的出现，故障树分析法在航天、核能、电力、电子、化工等领域得到了广泛的应用。既可用于定性分析又可定量分析。 故障树分析（Fault Tree Analysis）是一种适用于复杂系统可靠性和安全性分析的有效工具，是一种在提高系统可靠性的同时又最有效的提高系统安全性的方法。当前，超大型工程的建设，对可靠性，安全性提出了更高的要求，因此，故障树分析法已经广泛的应用到宇航，核能，化工，电子，机械和采矿等各个领域。 故障树分析法(Fault Tree Analysis) 简称故障树法，记作FTA [21]，[21] R G B . On the Analysis of Fault Trees ，[J] . IEEE Trans .1975 : 175 一185是一种采用逻辑推理，将系统故障形成原因由总体至部分按树枝状逐级细化，并绘出逻辑结构图（即故障树）的分析方法。其目的在于判明基本故障，确定故障的原因、影响和发生的概率。这种方法形象直观，并且能为使用单位提供明确的改进信息，所以为广大的工程技术人员所欢迎。 故障树分析法（Fault Tree Analysis，简称FTA）是在一定条件下用逻辑推理的方法，通过对可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素等)进行分析，画出逻辑框图(即故障树)，从而确定系统故障原因的各种可能组合方式及其发生概率，计算系统故障概率，以采取相应的纠正措施，是提高系统可靠性的一种设计分析方法。同时，故障树分析法是可靠性工程的重要分支，是目前国内外公认的对复杂系统安全性、可靠性分析的一种实用方法。该方法可以让分析者对系统有更深入的认识，对有关系统结构、功能故障及维护保障知识更加系统化，从而使在设计、制造、使用和维护过程中的可靠性的改
单片机驱动蜂鸣器原 理与程序
单片机驱动蜂鸣器原理与设计 作者:mcu110 来源:51hei 点击数:12159 更新时间：2007年08月01日【字体：大中小】 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，本文介绍如何用单片机驱动蜂鸣器，他广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机等电子产品中作发声器件。 蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。 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。 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。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。 下面是电磁式蜂鸣器的外形图片及结构图。。。 电磁式蜂鸣器实物图：电磁式蜂鸣器结构示意图：
图 1 图 2 电磁式蜂鸣器内部构成： 1. 防水贴纸 2. 线轴 3. 线圈 4. 磁铁 5. 底座 6. 引脚 7. 外壳 8. 铁芯 9. 封胶 10. 小铁片 11. 振动膜 12. 电路板 一、电磁式蜂鸣器驱动原理 蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。S51增强型单片机实验板通过一个三极管C8550来放大驱动蜂鸣器，原理图见下面图3： S51增强型单片机实验板蜂鸣器驱动原理图：
蜂鸣器是如何分类的 BUZZER蜂鸣器的分类： 1、按其驱动方式的原理分，可分为：有源蜂鸣器（内含驱动线路）和无源蜂鸣器（外部驱动）； 2、按构造方式的不同，可分为：电磁式蜂鸣器和压电式蜂鸣器； 3、按封装的不同，可分为：DIP BUZZER（插针蜂鸣器）和SMD BUZZER（贴片式蜂鸣器）； 4、按电流的不同，可分为：直流蜂鸣器和交流蜂鸣器，其中，以直流最为常见压电式蜂鸣器，用的是压电材料，即当受到外力导致压电材料发生形变时压电材料会产生电荷。同样，当通电时压电材料会发生形变。 电磁式蜂鸣器，主要是利用通电导体会产生磁场的特性，用一个固定的永久磁铁与通电导体产生磁力推动固定在线圈上的鼓膜。 由于两种蜂鸣器发音原理不同，压电式结构简单耐用但音调单一音色差，适用于报警器等设备。而电磁式由于音色好，所以多用于语音、音乐等设备。 蜂鸣器的工作原理 蜂鸣器的发声原理由振动装置和谐振装置组成，而蜂鸣器又分为无源他激型与有源自激型。 无源他激型蜂鸣器的工作发声原理是：方波信号输入谐振装置转换为声音信号输出，无源他激型蜂鸣器的工作发声原理图如下： 有源自激型蜂鸣器的工作发声原理是：直流电源输入经过振荡系统的放大取样电路在谐振装置作用下产生声音信号，有源自激型蜂鸣器的工作发声原理图如下：
三极管在蜂鸣器用的作用？ 三极管的作用是放大声音信号.三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB 也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。
高中体育与健康教学中应重视学生的心理辅导 摘要：传统体育教学只注重身体健康而忽视了心理健康，随着人类社会的飞速发展，人们对三维健康（即身体、心理和社会适应）越来越重视。青少年时期，心理障碍影响着个体学习行为和体育活动效能，影响了学生健全人格的形成。因此，重视学生的心理健康是每个教育工作者义不容辞的责任，作为体育教师在保障学生心理健康上有着独特的优势。 关键词：中学生心理辅导体育与健康教学心理障碍 中学生体育与健康学习的心理辅导，其目的是引导学生心理健康发展，帮助学生正确地认识自己、建立完美的人格。在体育教学中，教师可以在体育训练中大有作为，帮助其解除体育与健康学习中的心理障碍，充分发挥学生的潜能，达到人格的完美发展，从而达到提高体育与健康课教学质量的目的。 一、体育与健康学习心理障碍的特征 体育与健康学习心理障碍特征，是指学生在学习过程中，影响自身正常学习行为和体育活动的消极心理状态。这种现象在教学中很常见，通常表现为以下几个方面。 1.抑郁心理。主要表现在：学生对教学内容不感兴趣，学习时注意力不集中，自信心不足、精神萎靡，情绪低落，不主动，常躲避练习或早退。 2.过度紧张心理。主要表现在：学生在学习过程中，压力大，学习动作难度大，失误次数多等，这些大多能引起学生的过度紧张心理。
如果学生过度紧张，大脑皮层兴奋水平下降，学习难度会加大，这种状况会给学生的体育与健康学习及身心带来一定的危害，严重地影响学生体育能力的发挥。 3.恐惧心理。主要表现在：一学习某类动作，学生就害怕，害怕出现失误，害怕同学嘲笑，害怕教师批评、害怕受伤，这样就会产生恐惧心理，并伴随相应的生理变化，表现为：心跳加快、四肢无力，打寒战，出冷汗，这样就影响了自身的运动能力，从而导致学习无法正常进行。 4.自卑心态。学生在体育与健康学习中常自我感觉不如别人，信心不足，认为自己“笨手笨脚”，生怕别人看见耻笑，特别是遇到有点难度的技术动作，就更不愿练习，这样长期下来将导致恶性循环，产生厌倦学习心理。 二、心理辅导的方法 体育与健康学习心理辅导主要是促进运动参与，并有效的运用激励，调节情绪。刚柔相济，营造和谐的课堂气氛，以事实或事例正面引导学生，将心中的积郁进行有益的宣泄，从而使学生以积极向上的心理投入到体育与健康学习中去。教师开展心理辅导时可采用下列方法。 1.培养学生体育与健康的学习兴趣。兴趣是最好的老师，学生对学习内容不感兴趣，是体育与健康学习最大的障碍，将直接影响其学习中的心理变化。在体育与健康学习中，学生的个体需要和课堂组织教学往往会产生矛盾，这就要求教师帮助其提高对体育价值的认
蜂鸣器驱动 课程设计 专业： xxxxxxxxxxxxxx 班级： xxxxxxxxx 学号： xxxxxxxxx 姓名： xxxx 设计题目：蜂鸣器驱动程序设计 2016年12月
目录 一.任务 (2) 1.目标 (2) 2.环境 (2) 3.需求: (2) 二．总体设计 (2) 1.处理流程 (2) 2.模块介绍 (3) 3.模块接口设计 (3) 4.各个模块设计 (3) 三.PWM蜂鸣器字符设备驱动 (3) 1.模块设计 (3) 1. 模块介绍 (3) 2. 模块结构图 (4) 2.接口设计 (4) 1. 数据结构设计 (4) 2. 驱动程序接口 (4) 3.函数设计 (4) 1.初始化函数 (5) 2. 字符设备打开函数 (6) 3. 字符设备关闭函数 (7) 4. 模块卸载函数................................................................... ...................... (8) 5. 文件操作接口函数 (8) 四. PWM蜂鸣器字符设备驱动测试 (8) 1.调用系统函数ioctl实现对蜂鸣器的控制 (8) 五．tiny210开发板调试............................................................................. (9)
六．综合设计总结与思考................................................................... .. (10) 一.任务 1.目标： 编写按键蜂鸣器驱动程序函数与测试文件，实现上位机与tiny210-SDK开发板的连接，利用函数实现对蜂鸣器通过按键来启动与关闭。 2.环境： ①软件环境：windows 7 系统和VMware Workstation 软件 ②硬件环境：tiny210 开发板，核部分 Linux-3.0.8 ，交叉编译版本arm-linux-gcc-4.5.1-v6-vfp1 Linux系统介绍： Linux是一种自由开发源码的类Unix操作系统，存在这许多不同的Linux 版本，但它们都使用了Linux核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中，比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。 Linux是一个领先的操作系统，世界上运算最快的10台超级计算机运行的都是Linux操作系统。严格来说，Linux这个词本身只表示Linux核，但实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux核，并且使用GNU工程各种工具和数据库的操作系统。Linux得名于天才程序员林纳斯·托瓦兹。 tiny210开发板中模块介绍： ①PWM蜂鸣器模块
“与门 C ）条件与门 亡）排斥或门 第三节故障树概述 故障树分析是一种根据系统可能发生的爭故或已经发生的爭故结果.去寻找与该爭故发生有关的原 因.条件和规律，同时可以辨识出系统中可能导致事故发生的危险源。 故障树分析是一种严密的逻辑过程分析.分析中所涉及到的各种爭件、原因及其相互关系，需要运用一 定的符号予以表达。故障树分析所用符号有三类，即爭件符号，逻辑门符号，转移符号。 图1故障树的爭件符号 事件符号如图1所示包括： （1） 矩形符号 矩形符号如图la ）所示。它表示顶上爭件或中间事件.也就是需要往下分析的事件。将爭件扼要记入 矩形方框内。 （2） 圆形符号 恻形符号如图1b ）所示。它表示基木原因爭件，或称基木爭件。它可以是人的差错，也可以是机械. 元件的故障.或环境不良因素等。它表示最基木的.不能继续再往下分析的爭件。 （3） 屋形符号 屋形符号如图1c ）所示。主要用于表示正常爭件.是系统正常状态下发生的正常爭件。 （4） 菱形符号 菱形符号如图Id ）所示。它表示省賂爭件，主要用于表示不必进一步剖析的事件和由于信息不足，不 能进一步分析的爭件° d) Bi B. B ? Bi Bi E l V 2 …E N h)丧决门
图2故障树逻输门符号 逻辑门符号如图2所示包括： 一一逻辑与门。表示仅、所有输入爭件都发生时，输出事件才发生的逻辑关系?如图2d ）所示。 一一逻辑或门。表示至少有一个输入爭件发生.输出爭件就发生的逻辑关系.如图2b ）所示。 一一条件与门。图2c ）所示，表示Bl 、B2不仅同时发生?而且还必须再满足条件a ,输出爭件A 才会 发生的逻辑关系。 一一条件或门。图2d ）,表示任一输入爭件发生时.还必须满足条件a,输出爭件A 才发生的逻辑关系。 一一排斥或门。表示几个爭件、”1中，仅出一个输入事件发生时，输出事件才发生的逻紺关系，其符号如 图2e ）所示。 一一限制门。图2f ）所示.表示'“I 输入爭件B 发生，且满足条件X 时.输出爭件才会发生，否则，输 出爭件不发生。限制门仅有一个输入爭件。 一一顺序与门。表示输入爭件既要都发生，又要按一定的顺序发生，输岀爭件才会发生的逻辑关系.其 符号如图2g ）表示。 一一表决门。表示仅Fn 个爭件中有m （m^n ）个或m 个以上事件同时发生时.输出事件才会发生， 其符号如图2h ）所示。 图3故障树转移符号 转移符号包括： 一一转入符号。表示转入上面以对应的字母或数字标注的子故障树部分符号，其符号如图3a ）。 一一转出符号。表示该部分故障树由此转出，其符号如图3b ）。 编制故障树应从以下几方面入手： 一一熟悉系统。「解系统的构造、性能、操作、工艺、元件之间的关系及人.软件.锁件.环境的相互 作用和系统工作原理等： 一一收集、调查系统爭故资料。收集、调査系统的已有事故资料和类似系统的爭故资料。 一一确定顶上爭件。根据对系统已堂握的资料，在分析系统一类危险源的基础上.确定系统專故类型作 为顶上爭件。 一一调査分析顶上爭件发生的原因.从人、机、物、环境和信息各方面入于?调查分析彩响顶上事件发生 的所有原因。 下而以一液化石油气第一类危险源.选择顶上爭件为火灾爆炸爭故c 故障树分析如图4。 帀）转入符号 b ）转出符号
51单片机蜂鸣器音乐简谱转换工具－输入简谱就能自动生成音乐程序的工具Music Encode 2013-12-07 14:29:35| 分类：51单片机编程| 标签：|举报|字号大中小订阅 相信您在作蜂鸣器发声实验时肯定为复杂的频率与音调之间的转换而伤脑筋，这里向大家介绍一款工具可以大大简化转换操作，只需要输入简谱就能自动生成音乐播放程序代码。 以下此程序的主界面： 程序范例可以点主界面上的“关于”按钮后就能找到，但是代码也不全，需要加入对音乐程序的调用代码，其它范例里也写的很清楚了，只需要调用Play函数就行了，其调用格式如下： Play(乐曲名,调号,升降八度,演奏速度); 经过实践，此函数的的后三个参数分别设为0,2和350时演奏出的音乐比较符合“原味”，下面给出本站的入门型51实验板结合此工具作的音乐程序： //51单片机播放音乐库文件 /************************************************************************** SOUND PLAY FOR 51MCU COPYRIGHT (c) 2005 BY JJJ. -- ALL RIGHTS RESERVED --
Created: 2005/5/16 Modified: NO Revision: 1.0 *******************************************************************************/ /*说明************************************************************************** 曲谱存贮格式unsigned char code MusicName{音高，音长，音高，音长...., 0,0}; 末尾:0,0 表示结束(Important) 音高由三位数字组成： 个位是表示1~7 这七个音符 十位是表示音符所在的音区:1-低音，2-中音，3-高音; 百位表示这个音符是否要升半音: 0-不升，1-升半音。 音长最多由三位数字组成： 个位表示音符的时值，其对应关系是： |数值(n): |0 |1 |2 |3 | 4 | 5 | 6 |几分音符: |1 |2 |4 |8 |16 |32 |64 音符=2^n 十位表示音符的演奏效果(0-2): 0-普通，1-连音，2-顿音 百位是符点位: 0-无符点，1-有符点 调用演奏子程序的格式 Play(乐曲名,调号,升降八度,演奏速度); |乐曲名: 要播放的乐曲指针,结尾以(0,0)结束; |调号(0-11) : 是指乐曲升多少个半音演奏; |升降八度(1-3) : 1:降八度, 2:不升不降, 3:升八度; |演奏速度(1-12000): 值越大速度越快; ***************************************************************************/ #ifndef __SOUNDPLAY_H_REVISION_FIRST__ #define __SOUNDPLAY_H_REVISION_FIRST__ #include
基于故障树分析法构建专家系统知识库模型 摘要：本文在广泛搜集往复式压缩机故障类型的基础上，探析故障机理。运用故障分析法，建立故障树模型，并用二维表格将其表示出来。然后并运用access数据库和vb语言构建知识库链表。最后，给出故障诊断专家系统知识库维护方法。 关键词：往复式压缩机知识库故障树 引言：往复式压缩机由于其自身的特点广泛应用于石油石化企业。但由于机构复杂、零件繁多，现场维修人员在诊断故障问题时困难重重。在维护和维修往复式压缩机时，故障诊断专家系统可以给现场维修人员提出宝贵建议的。在往复式压缩机故障诊断专家系统中，知识库的优劣直接影响到诊断的准确性和真实性。在构建知识库过程中，故障树分析法直接简明、逻辑性强等特点，所以本文采用故障树模型建立往复式压缩机故障诊断系统的知识库，保证诊断的准确性和真实性。 Building a knowledge base of expert system model based on the fault tree analysis 1，故障树分析法基本知识 1.1定义： 故障树分析法就是把所研究系统的最不希望发生的故障状态作为故障分析的目标，然后寻找直接导致这一故障发生的全部因素，再找出造成下一级事件发生的全部直接因素，一直追查到那些原始的、其故障机理或概率分布都是已知的，毋需再深究的因素为止。 通常，把最不希望发生的事件称为顶事件，毋需在深究的事件称为底事件，介于顶事件和底事件之间的一切事件为中间事件，用相应的符号代表这些事件，再用适当的逻辑门把顶事件、中间事件和底事件联结成树形图。这样的树形图称为故障树，用以表示系统或各个部件故障事件之间的逻辑结构关系。以故障树为工具，分析系统发生故障的各种途径，计算各个可靠性特征量，对系统的安全性或可靠性进行评价的方法称为故障树分析法。 1．The failure analysis 1.1 Basic knowledge of fault tree analysis Fault tree analysis is that the most reluctant fault condition occurred in the studied system will be as a failure analysis of target; then look for all the factors leading to the most reluctant fault condition; next seek for all the direct factors causing the next level faults till original fault factors、well known failure mechanisms or open Probability distribution of fault factors would be fond out; finally, you can obtain all the original fault factors that can’t be divided. Usually, the most reluctant fault case would be considered as the top incindents; the fault factors that couldn’t be searched would be acted as the bottom incindents; the fault case in the middle of the top incindents and the bottom incindents would be though as intermediate incindents. By appropriate symbols of fault tree analysis expressing the three typle of mentioned incindents and combining the top incindents、intermediate incindents and the bottom incindents in logic relationship, we can make out the model of the fault tree analysis-the graph of fault tree analysis that it would indicate the logic structure for each fault incidents or fault tree analysis. Fault tree analysis is the method that it can evaluate security and reliability of the studied systems accuratelly that by the way of the model of fault tree, analyzing all kinds of faults incindent, caculating vavious characteristic quantities of reliability. 1.2故障树分析法步骤 故障树分析步骤具体如下： 1.对所选定的系统作必要分析，了解系统的组成及各项操作的内容。 2.对系统的故障进