一本章简介

本章介绍如何使用 MicroPython 控制筑基学习板上的有源蜂鸣器。有源蜂鸣器内部自带振荡电路，只需要给一个高低电平就能发声，不需要像无源蜂鸣器那样提供特定频率的 PWM 信号，因此非常适合作为 GPIO 输出的入门实验。常见的应用场景包括按键提示音、报警提醒、状态指示等，筑基学习板为了适配更广的学习要求，同时板载了两个蜂鸣器，一个有源的，一个无源的。

IMPORTANT

筑基学习板上的有源蜂鸣器和无源蜂鸣器共用同一个引脚 PA6，通过 8 路拨码开关的 BIT4 来切换。使用有源蜂鸣器时，BIT4 必须拨到 OFF 位置（默认状态）。如果 BIT4 处于 ON 位置，PA6 的信号会被路由到无源蜂鸣器。

1.1 学习目标

序号	学习目标	重要程度
1	了解有源蜂鸣器与无源蜂鸣器的区别	⭐⭐⭐⭐⭐
2	掌握使用 GPIO 控制有源蜂鸣器发声的方法	⭐⭐⭐⭐⭐
3	理解拨码开关 BIT4 对蜂鸣器选择的作用	⭐⭐⭐⭐⭐
4	能够实现报警音、提示音、节奏音效等功能	⭐⭐⭐⭐

1.2 重点提示

有源蜂鸣器的控制引脚为 PA6，高电平发声，低电平静音。
使用前必须确认拨码开关 BIT4 处于 OFF 位置（默认状态），否则信号会被路由到无源蜂鸣器。这是初学者最容易忽略的一步，如果蜂鸣器不响，请第一时间检查拨码开关。
有源蜂鸣器内部自带振荡电路，发出的是固定频率的声音（通常在 2~4kHz 左右，筑基学习板板载的3KHZ的有源蜂鸣器），无法改变音调。如果需要播放不同音调的旋律，应使用无源蜂鸣器（BIT4 拨到 ON，用 PWM 驱动）。
PA6 同时也是 TIM13_CH1 的 PWM 输出通道，本章只用到普通 GPIO 输出功能。PWM 功能将在无源蜂鸣器章节中介绍。

1.3 基础概念与术语

有源蜂鸣器（Active Buzzer）：内部集成了振荡驱动电路，只需提供直流电压（高低电平）即可发出固定频率的声音。"有源"指的是内部有源（有振荡源），不是指需要外部电源。
无源蜂鸣器（Passive Buzzer）：内部没有振荡电路，需要外部提供特定频率的方波（PWM）信号才能发声，频率不同则音调不同，可以用来演奏旋律。
拨码开关（DIP Switch）：筑基学习板上的 8 路拨码开关，用于切换共用引脚的不同功能。BIT4 控制 PA6 连接到有源蜂鸣器还是无源蜂鸣器。

二硬件说明

左边的是无源蜂鸣器，右边的是有源蜂鸣器，

2.1 有源蜂鸣器与无源蜂鸣器的区别

筑基学习板上同时板载了一个有源蜂鸣器和一个无源蜂鸣器，它们共用 PA6 引脚，通过模拟开关切换：

特性	有源蜂鸣器	无源蜂鸣器
内部振荡电路	有	无
驱动方式	高低电平（GPIO）	PWM 方波信号
音调	固定（不可调）	可调（由 PWM 频率决定）
适用场景	报警、提示音	播放旋律、不同音调
拨码 BIT4	OFF（默认）	ON

TIP

简单记忆：有源蜂鸣器 = 给电就响，无源蜂鸣器 = 给频率才响。本章只讲有源蜂鸣器，无源蜂鸣器将在后续 PWM 相关章节中介绍。

2.2 电路原理

筑基学习板上，PA6 的信号经过一个单刀双掷模拟开关后，分别连接到有源蜂鸣器和无源蜂鸣器：

2.3 蜂鸣器资源汇总

参数	说明
控制引脚	PA6
发声电平	高电平（1）
静音电平	低电平（0）
拨码开关	BIT4 = OFF（默认状态）
蜂鸣器类型	有源（内置振荡电路）
供电	5V（由底板供电）

2.4 拨码开关 BIT4 设置

CAUTION

使用有源蜂鸣器前，请务必确认 8 路拨码开关的 BIT4 处于 OFF 位置（向下拨）。这是出厂默认状态，如果之前做过无源蜂鸣器实验，可能已经被拨到了 ON 位置。

拨码开关位于筑基学习板的右侧区域，BIT4 的两种状态：

BIT4 状态	效果
OFF（默认，向下）	PA6 连接到有源蜂鸣器
ON（向上）	PA6 连接到无源蜂鸣器

如果你不确定当前拨码开关的状态，可以直接目视检查，或者在 REPL 中运行一段简单的测试代码（见下文），听是否有声音来判断。

三软件设计

3.1 基础部分

3.1.1 让蜂鸣器响一声

最简单的操作——让蜂鸣器响一下：

python

# 有源蜂鸣器基本控制
from pyb import Pin, delay

# PA4 推挽输出，高电平发声
buzzer = Pin('PA6', Pin.OUT_PP)

# 默认静音
buzzer.low()

# 响一声（200ms）
buzzer.high()
delay(200)
buzzer.low()

print("滴！")

TIP

如果运行代码后没有听到声音，请检查：

拨码开关 BIT4 是否在 OFF 位置
筑基学习板是否已正确供电

3.1.2 封装蜂鸣器控制函数

python

# 有源蜂鸣器控制封装
from pyb import Pin, delay

buzzer_pin = Pin('PA6', Pin.OUT_PP)
buzzer_pin.low()  # 初始静音

def beep(duration_ms=100):
    """发出一声提示音"""
    buzzer_pin.high()
    delay(duration_ms)
    buzzer_pin.low()

def beep_n(times=3, on_ms=100, off_ms=100):
    """连续发出 n 声提示音"""
    for i in range(times):
        buzzer_pin.high()
        delay(on_ms)
        buzzer_pin.low()
        if i < times - 1:
            delay(off_ms)

# 短促提示音
beep(100)
delay(500)

# 三声短促提示
beep_n(3, 80, 80)

3.1.3 滴滴滴报警音

python

# 滴滴滴报警音
from pyb import Pin, delay

buzzer = Pin('PA6', Pin.OUT_PP)
buzzer.low()

print("报警模式启动，Ctrl+C 停止")
try:
    while True:
        # 急促的短音
        for _ in range(5):
            buzzer.high()
            delay(100)
            buzzer.low()
            delay(100)
        # 间隔
        delay(500)
except KeyboardInterrupt:
    buzzer.low()
    print("已停止")

3.2 进阶部分

3.2.1 按键控制蜂鸣器

按下 PA0 按键时蜂鸣器响，松开时停止：

python

# 按键控制蜂鸣器
from pyb import Pin, delay

btn = Pin('PA0', Pin.IN, Pin.PULL_DOWN)
buzzer = Pin('PA6', Pin.OUT_PP)
buzzer.low()

print("按住 PA0 按键，蜂鸣器发声")

while True:
    if btn.value() == 1:
        buzzer.high()
    else:
        buzzer.low()
    delay(10)

3.2.2 不同节奏的提示音模式

在实际产品项目中，不同的提示音节奏代表不同的含义。下面实现几种常见的提示音模式：

python

# 多种提示音模式
from pyb import Pin, delay

buzzer = Pin('PA6', Pin.OUT_PP)
buzzer.low()

def play_pattern(pattern):
    """
    播放提示音模式
    pattern: 列表，每个元素为 (响/静, 时长ms)
    True=响, False=静
    """
    for state, duration in pattern:
        if state:
            buzzer.high()
        else:
            buzzer.low()
        delay(duration)
    buzzer.low()

# 模式1：开机提示音（短-短-长）
boot_sound = [
    (True, 80), (False, 80),
    (True, 80), (False, 80),
    (True, 300), (False, 100),
]

# 模式2：错误提示音（长-长-长）
error_sound = [
    (True, 300), (False, 200),
    (True, 300), (False, 200),
    (True, 300), (False, 100),
]

# 模式3：成功提示音（短-短）
success_sound = [
    (True, 50), (False, 50),
    (True, 50), (False, 100),
]

# 模式4：警告提示音（急促连续短音）
warning_sound = []
for _ in range(10):
    warning_sound.append((True, 50))
    warning_sound.append((False, 50))

print("播放开机提示音")
play_pattern(boot_sound)
delay(1000)

print("播放成功提示音")
play_pattern(success_sound)
delay(1000)

print("播放错误提示音")
play_pattern(error_sound)
delay(1000)

print("播放警告提示音")
play_pattern(warning_sound)

3.2.3 蜂鸣器类封装（工程实践）

python

# 有源蜂鸣器驱动类
from pyb import Pin, delay

class ActiveBuzzer:
    """
    有源蜂鸣器驱动类
    active_high: True 表示高电平发声（默认），False 表示低电平发声
    """
    def __init__(self, pin_name, active_high=True):
        self.pin = Pin(pin_name, Pin.OUT_PP)
        self.active_high = active_high
        self.off()

    def on(self):
        """开始发声"""
        if self.active_high:
            self.pin.high()
        else:
            self.pin.low()

    def off(self):
        """停止发声"""
        if self.active_high:
            self.pin.low()
        else:
            self.pin.high()

    def beep(self, duration_ms=100):
        """发出一声提示音"""
        self.on()
        delay(duration_ms)
        self.off()

    def beep_n(self, times=3, on_ms=100, off_ms=100):
        """连续发出 n 声提示音"""
        for i in range(times):
            self.on()
            delay(on_ms)
            self.off()
            if i < times - 1:
                delay(off_ms)


# 使用示例
buzzer = ActiveBuzzer('PA6', active_high=True)

buzzer.beep(200)         # 响 200ms
delay(500)
buzzer.beep_n(3, 80, 80) # 三声短促提示

3.2.4 按键 + 继电器 + 蜂鸣器联动

结合前面学过的按键和继电器，实现一个简单的联动效果——按下按键时，继电器吸合并发出提示音：

python

# 按键 + 继电器 + 蜂鸣器联动
from pyb import Pin, LED
import pyb

btn = Pin('PA0', Pin.IN, Pin.PULL_DOWN)
relay = Pin('PA4', Pin.OUT_PP)
buzzer = Pin('PA6', Pin.OUT_PP)
led = LED(1)

# 初始状态
relay.high()   # 继电器释放
buzzer.low()   # 蜂鸣器静音
led.off()

is_on = False
last_press = 0

print("按 PA0 切换继电器，蜂鸣器提示")

while True:
    if btn.value() == 1:
        now = pyb.millis()
        if now - last_press > 300:
            last_press = now
            is_on = not is_on

            if is_on:
                relay.low()    # 继电器吸合
                led.on()
                # 短促提示音：接通
                buzzer.high()
                pyb.delay(50)
                buzzer.low()
                pyb.delay(50)
                buzzer.high()
                pyb.delay(50)
                buzzer.low()
                print("ON")
            else:
                relay.high()   # 继电器释放
                led.off()
                # 长提示音：断开
                buzzer.high()
                pyb.delay(200)
                buzzer.low()
                print("OFF")

    pyb.delay(10)

四常见问题

Q: 代码运行了，但蜂鸣器没有声音？

这是最常见的问题，按以下顺序排查：

检查拨码开关 BIT4：必须在 OFF 位置（向下）。这是第一优先级检查项。
检查供电：筑基学习板需要正常供电，蜂鸣器使用 5V 电源驱动。仅靠 TYPE-C 供电通常来说是可以的，但如果同时驱动了其他大功率外设，可能供电不足。
检查引脚：确认代码中使用的是 PA6，不要和继电器的 PA4 搞混。

Q: 有源蜂鸣器能发出不同音调吗？

不能。有源蜂鸣器内部有固定频率的振荡电路，发出的音调是固定的。如果需要不同音调，请使用无源蜂鸣器（BIT4 拨到 ON，用 PWM 驱动），将在后续章节介绍。

Q: 可以通过软件切换有源/无源蜂鸣器吗？

可以。拨码开关连接到了 PCA9555PW IO 扩展芯片的 IO0 端口，可以通过 I2C 软件控制来切换，且软件控制的优先级高于硬件拨码。但在学习阶段，建议直接手动拨动拨码开关，更直观。

[1]天空星筑基学习板套件介绍

GPIO基础

一本章简介

1.1 学习目标

1.2 重点提示

1.3 基础概念与术语

二硬件说明

2.1 有源蜂鸣器与无源蜂鸣器的区别

2.2 电路原理

2.3 蜂鸣器资源汇总

2.4 拨码开关 BIT4 设置

三软件设计

3.1 基础部分

3.1.1 让蜂鸣器响一声

3.1.2 封装蜂鸣器控制函数

3.1.3 滴滴滴报警音

3.2 进阶部分

3.2.1 按键控制蜂鸣器

3.2.2 不同节奏的提示音模式

3.2.3 蜂鸣器类封装（工程实践）

3.2.4 按键 + 继电器 + 蜂鸣器联动

四常见问题

GPIO基础

​

一 本章简介 ​

1.1 学习目标 ​

1.2 重点提示 ​

1.3 基础概念与术语 ​

二 硬件说明 ​

2.1 有源蜂鸣器与无源蜂鸣器的区别 ​

2.2 电路原理 ​

2.3 蜂鸣器资源汇总 ​

2.4 拨码开关 BIT4 设置 ​

三 软件设计 ​

3.1 基础部分 ​

3.1.1 让蜂鸣器响一声 ​

3.1.2 封装蜂鸣器控制函数 ​

3.1.3 滴滴滴报警音 ​

3.2 进阶部分 ​

3.2.1 按键控制蜂鸣器 ​

3.2.2 不同节奏的提示音模式 ​

3.2.3 蜂鸣器类封装（工程实践） ​

3.2.4 按键 + 继电器 + 蜂鸣器联动 ​

四 常见问题 ​

一本章简介

1.1 学习目标

1.2 重点提示

1.3 基础概念与术语

二硬件说明

2.1 有源蜂鸣器与无源蜂鸣器的区别

2.2 电路原理

2.3 蜂鸣器资源汇总

2.4 拨码开关 BIT4 设置

三软件设计

3.1 基础部分

3.1.1 让蜂鸣器响一声

3.1.2 封装蜂鸣器控制函数

3.1.3 滴滴滴报警音

3.2 进阶部分

3.2.1 按键控制蜂鸣器

3.2.2 不同节奏的提示音模式

3.2.3 蜂鸣器类封装（工程实践）

3.2.4 按键 + 继电器 + 蜂鸣器联动

四常见问题