Difference between revisions of "Matrix - Buzzer/zh"

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(→‎连接NanoPC-T2)
 
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无源蜂鸣器没有内部驱动电路，因此无源蜂鸣器工作的理想信号是方波。如果给预直流信号蜂鸣器是不响应的，因为磁路恒定，钼片不能振动发音。所以GPIO驱动无源蜂鸣器需要把GPIO的值拉高以后再拉低来产生振荡，而振荡的频率由GPIO从高拉低之间的时间决定，可以通过改变这个时间使无源蜂鸣器发出频率不同的声音。
 
无源蜂鸣器没有内部驱动电路，因此无源蜂鸣器工作的理想信号是方波。如果给预直流信号蜂鸣器是不响应的，因为磁路恒定，钼片不能振动发音。所以GPIO驱动无源蜂鸣器需要把GPIO的值拉高以后再拉低来产生振荡，而振荡的频率由GPIO从高拉低之间的时间决定，可以通过改变这个时间使无源蜂鸣器发出频率不同的声音。
  
−
==下载Matrix源码==
+
==硬件连接==
−
Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：https://github.com/friendlyarm/matrix.git <br>
+
−
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。<br>
+
−
* nanopi分支用于支持NanoPi；
+
−
* nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
+
−
* tiny4412分支用于支持Tiny4412；
+
−
* raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；
+
  
−
在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例
+
===连接NanoPi 2===
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
参考下图连接模块：<br>
−
$ sudo apt-get install git
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
克隆Matrix配件代码仓库
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<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。
+
−
 
+
−
==与NanoPi 2连接使用==
+
−
===硬件连接===
+
−
参考下图连接模块Matrix-Buzzer和NanoPi 2：<br>
+
 
[[File:Matrix-Buzzer_nanopi_2.jpg|frameless|600px|Matrix-Buzzer_nanopi_2]]
 
[[File:Matrix-Buzzer_nanopi_2.jpg|frameless|600px|Matrix-Buzzer_nanopi_2]]
  
Line 62: Line 44:
 
|}
 
|}
  
−
===编译测试程序===
+
===连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire===
−
进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支
+
NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。<br>
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
参考下图连接模块：<br>
−
$ cd matrix
+
[[File:Matrix-Buzzer_nanopi_m2.jpg|frameless|600px|Matrix-Buzzer_nanopi_m2]]
−
$ git checkout nanopi2
+
−
</syntaxhighlight>
+
  
−
编译Matrix配件代码
+
连接说明：
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
|-
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
|Matrix-Buzzer || NanoPi M2
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
|-
−
</syntaxhighlight>
+
|G    || Pin6
−
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc.4.8.5。<br>
+
|-
−
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Buzzer对应的测试程序为matrix-buzzer。<br>
+
|V    || Pin4
−
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git <br>
+
|-  
−
 
+
|S    || Pin12
−
===运行测试程序===
+
|}
−
将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
+
−
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。<br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ cp modules /media/rootfs/ -r
+
−
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
−
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。<br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ cd /modules
+
−
$ insmod matrix_pwm.ko
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
运行模块Matrix-Buzzer的测试程序。<br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ matrix-buzzer
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
运行效果如下：<br>
+
−
[[File:matrix-buzzer_result.png|frameless|600px|matrix-buzzer_result]] <br>
+
−
可以听到蜂鸣器在响，默认输出的PWM频率为1KHz，占用比为50%。
+
−
 
+
−
===代码展示===
+
−
<syntaxhighlight lang="c">
+
−
int main(int argc, char ** argv)
+
−
{
+
−
    int pin = PWM0;
+
−
    int Hz;
+
−
    int duty;
+
−
   
+
−
    if (argc == 4) {
+
−
        if (parseCmd(argc, argv, &pin, &Hz, &duty) == -1) {
+
−
            return -1;
+
−
        }
+
−
    } else {
+
−
        Hz = 1000;
+
−
        duty = 500;
+
−
        printf("Usage:%s PWM[0~2] freq duty[0~1000]\n", argv[0]);
+
−
        printf("Using default config: pin=PWM0 freq=%dHz duty=%d\n", Hz, duty);
+
−
    }
+
−
   
+
−
    if (PWMPlay(pin, Hz, duty) == -1) {
+
−
        printf("Fail to output PWM\n");
+
−
    } 
+
−
    printf("Press enter to stop PWM\n");
+
−
    getchar();
+
−
    PWMStop(pin);
+
−
    printf("Stopped PWM\n");
+
−
    return 0;
+
−
}
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
==与NanoPi连接使用==
+
−
===准备工作===
+
−
在NanoPi上运行Debian系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器，参考wiki: [[NanoPi/zh|NanoPi]] & [[How_to_build_the_Compiling_Environment/zh|How to Build the Compiling Environment]]。<br>
+
−
注意: 只有使用nanopi-v4.1.y-matrix分支编译出来的内核才能配合Matrix配件正常工作。<br>
+
−
下载NanoPi内核源代码并编译: <br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-4.x.y.git
+
−
$ cd linux-4.x.y
+
−
$ git checkout nanopi-v4.1.y-matrix
+
−
$ make nanopi_defconfig
+
−
$ touch .scmversion
+
−
$ make
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
编译好后的zImage位于内核源码arch/arm/boot/目录下，把该zImage替换掉NanoPi烧写文件sd-fuse_nanopi/prebuilt下的zImage，重新制作SD卡即可。
+
  
−
===硬件连接===
+
===连接NanoPi M3===
−
参考下图连接模块Matrix-Buzzer和NanoPi：<br>
+
参考下图连接模块：<br>
−
[[File:matrix-buzzer_nanopi.jpg|frameless|600px|matrix-buzzer_nanopi]]
+
[[File:Matrix-Buzzer_nanopi_m3.jpg|frameless|600px|Matrix-Buzzer_nanopi_m3]]
  
 
连接说明：
 
连接说明：
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
−
|Matrix-Buzzer || NanoPi      
+
|Matrix-Buzzer || NanoPi M3
 
|-
 
|-
 
|G    || Pin6
 
|G    || Pin6
Line 161: Line 74:
 
|V    || Pin4
 
|V    || Pin4
 
|-  
 
|-  
−
|S    || Pin22
+
|S    || Pin12
 
|}
 
|}
  
−
===编译测试程序===
+
===连接NanoPC-T2/NanoPC-T3===
−
进入Matrix代码仓库，切换到nanopi分支
+
由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的，所以连接方式是一样的，这里仅以T2为例，参考下图连接模块：<br>
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-Buzzer_nanopc_t2.jpg|frameless|600px|Matrix-Buzzer_nanopc_t2]]
−
$ cd matrix
+
−
$ git checkout nanopi
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
编译Matrix配件代码
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi-Debian配套的arm-linux-gcc-4.4.3。<br>
+
−
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Buzzer对应的测试程序为matrix-buzzer。<br>
+
−
 
+
−
===运行测试程序===
+
−
将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
+
−
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi的文件系统上。<br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
−
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
将SD卡重新插入NanoPi，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Buzzer的测试程序。<br>
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
$ matrix-buzzer
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
===代码展示===
+
−
<syntaxhighlight lang="c">
+
−
int main(int argc, char ** argv)
+
−
{
+
−
    int pin = PWM_PIN1;
+
−
    int Hz;
+
−
    int duty;
+
−
   
+
−
    if (argc == 4) {
+
−
        if (parseCmd(argc, argv, &pin, &Hz, &duty) == -1) {
+
−
            return -1;
+
−
        }
+
−
    } else {
+
−
        Hz = 1000;
+
−
        duty = 500;
+
−
        printf("Usage:%s PWM[0~1] freq duty[0~1000]\n", argv[0]);
+
−
        printf("Using default config: pin=PWM0 freq=%dHz duty=%d\n", Hz, duty);
+
−
    }
+
−
   
+
−
    if (PWMPlay(pin, Hz, duty) == -1) {
+
−
        printf("Fail to output PWM\n");
+
−
    } 
+
−
    printf("Press enter to stop PWM\n");
+
−
    getchar();
+
−
    PWMStop(pin);
+
−
    printf("Stopped PWM\n");
+
−
    return 0;
+
−
}
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
 
+
−
==与Tiny4412连接使用==
+
−
===准备工作===
+
−
参考Tiny4412光盘里的《友善之臂Ubuntu使用手册》，在Tiny4412上运行UbuntuCore系统，然后在主机PC上安装并使用相应的编译器。<br>
+
−
注意：只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。
+
−
 
+
−
===硬件连接===
+
−
参考下图连接模块Matrix-Buzzer和Tiny4412：<br>
+
−
[[File:matrix-buzzer_tiny4412.jpg|frameless|600px|matrix-buzzer_tiny4412]]
+
  
 
连接说明：
 
连接说明：
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
−
|Matrix-Buzzer || Tiny4412
+
|Matrix-Buzzer || NanoPC-T2
 
|-
 
|-
−
|G   || GPIO1 GND
+
|S   || Pin23
 
|-
 
|-
−
|V    || GPIO1 5V
+
|V    || Pin29
 
|-  
 
|-  
−
|S   || GPIO11 S
+
|G   || Pin30
 
|}
 
|}
  
−
===编译测试程序===
+
==编译运行测试程序==
−
进入Matrix代码仓库，切换到tiny4412分支
+
启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库：
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ cd matrix
+
$ apt-get update && apt-get install git
−
$ git checkout tiny4412
+
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 +
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。
  
−
编译Matrix配件代码
+
编译并安装Matrix：
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
+
$ cd matrix
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
+
$ make && make install
−
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为Tiny4412-UbuntuCore配套的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.7.3。<br>
 
−
编译出来的库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Buzzer对应的测试程序为matrix-buzzer。
 
  
−
===运行测试程序===
+
运行测试程序：
−
将带有UbuntuCore系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
+
−
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到Tiny4412的文件系统上。<br>
+
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
+
$ matrix-pwm
−
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
 
+
注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。<br>
−
将SD卡重新插入Tiny4412，上电启动，在UbuntuCore的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Buzzer的测试程序。<br>
+
运行效果如下：<br>
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
−
$ matrix-buzzer
+
Using default config: channel=0 freq=1000Hz duty=500
 +
Press enter to stop PWM
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 +
可以听到蜂鸣器鸣叫，占空比的范围为0-1000，键盘敲入回车键停止pwm输出。
  
−
===代码展示===
+
==代码说明==
 +
所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-pwm，内容如下:
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
int main(int argc, char ** argv)
 
int main(int argc, char ** argv)
 
{
 
{
−
    int pin = PWM_PIN1;
+
     int Hz, duty, board;
−
     int Hz;
+
−
    int duty;
+
 
      
 
      
 +
    if ((board = boardInit()) < 0) {
 +
        printf("Fail to init board\n");
 +
        return -1;
 +
    }
 +
   
 +
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
 +
    signal(SIGINT, intHandler);
 
     if (argc == 4) {
 
     if (argc == 4) {
−
         if (parseCmd(argc, argv, &pin, &Hz, &duty) == -1) {
+
         // Usage:matrix-pwm channel freq duty[0~1000]
−
            return -1;
+
        pwm = atoi(argv[1]);
−
         }
+
        Hz = atoi(argv[2]);
 +
         duty = atoi(argv[3]);
 
     } else {
 
     } else {
 
         Hz = 1000;
 
         Hz = 1000;
 
         duty = 500;
 
         duty = 500;
−
        printf("Usage:%s PWM[0~1] freq duty[0~1000]\n", argv[0]);
+
         printf("Using default config: channel=%d freq=%dHz duty=%d\n", pwm, Hz, duty);
−
         printf("Using default config: pin=PWM0 freq=%dHz duty=%d\n", Hz, duty);
+
 
     }
 
     }
−
   
+
     if (PWMPlay(pwm, Hz, duty) == -1) {
−
     if (PWMPlay(pin, Hz, duty) == -1) {
+
 
         printf("Fail to output PWM\n");
 
         printf("Fail to output PWM\n");
 
     }   
 
     }   
 
     printf("Press enter to stop PWM\n");
 
     printf("Press enter to stop PWM\n");
 
     getchar();
 
     getchar();
−
     PWMStop(pin);
+
     PWMStop(pwm);
−
     printf("Stopped PWM\n");
+
     system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 +
   
 
     return 0;
 
     return 0;
 
}
 
}
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
 
+
API说明参考维基：[[Matrix API reference manual/zh|Matrix API reference manual]] <br>
−
==与RaspberryPi连接使用==
+
−
 
+
−
==与Arduino连接使用==
+
  
 
==相关资料==
 
==相关资料==

Latest revision as of 08:43, 10 November 2016

English

1 介绍

Buzzer
  • 模块Matrix-Buzzer是一个无源蜂鸣器。它内部不带震荡源，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。
  • 广泛应用于计算机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、定时器等电子产品中作发声器件。

2 特性

  • 使用标准的3 PIN接口
  • 尺寸为 16x24mm
  • PCB尺寸（mm）：16x24

无源蜂鸣器PCB

  • 引脚说明:
名称 描述
V 电源5V
G 地
S 输入，接PWM

3 工作原理

无源蜂鸣器没有内部驱动电路，因此无源蜂鸣器工作的理想信号是方波。如果给预直流信号蜂鸣器是不响应的，因为磁路恒定，钼片不能振动发音。所以GPIO驱动无源蜂鸣器需要把GPIO的值拉高以后再拉低来产生振荡，而振荡的频率由GPIO从高拉低之间的时间决定，可以通过改变这个时间使无源蜂鸣器发出频率不同的声音。

4 硬件连接

4.1 连接NanoPi 2

参考下图连接模块：
Matrix-Buzzer_nanopi_2

连接说明：

Matrix-Buzzer NanoPi 2
G Pin6
V Pin4
S Pin22

4.2 连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。
参考下图连接模块：
Matrix-Buzzer_nanopi_m2

连接说明：

Matrix-Buzzer NanoPi M2
G Pin6
V Pin4
S Pin12

4.3 连接NanoPi M3

参考下图连接模块：
Matrix-Buzzer_nanopi_m3

连接说明：

Matrix-Buzzer NanoPi M3
G Pin6
V Pin4
S Pin12

4.4 连接NanoPC-T2/NanoPC-T3

由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的，所以连接方式是一样的，这里仅以T2为例，参考下图连接模块：
Matrix-Buzzer_nanopc_t2

连接说明：

Matrix-Buzzer NanoPC-T2
S Pin23
V Pin29
G Pin30

5 编译运行测试程序

启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库： 

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并安装Matrix： 

$ cd matrix
$ make && make install

运行测试程序： 

$ matrix-pwm

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。
运行效果如下：

Using default config: channel=0 freq=1000Hz duty=500
Press enter to stop PWM

可以听到蜂鸣器鸣叫，占空比的范围为0-1000，键盘敲入回车键停止pwm输出。

6 代码说明

所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-pwm，内容如下: 

int main(int argc, char ** argv)
{
    int Hz, duty, board;
 
    if ((board = boardInit()) < 0) {
        printf("Fail to init board\n");
        return -1;
    } 
 
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
    signal(SIGINT, intHandler);
    if (argc == 4) {
        // Usage:matrix-pwm channel freq duty[0~1000]
        pwm = atoi(argv[1]);
        Hz = atoi(argv[2]);
        duty = atoi(argv[3]);
    } else {
        Hz = 1000;
        duty = 500;
        printf("Using default config: channel=%d freq=%dHz duty=%d\n", pwm, Hz, duty);
    }
    if (PWMPlay(pwm, Hz, duty) == -1) {
        printf("Fail to output PWM\n");
    }  
    printf("Press enter to stop PWM\n");
    getchar();
    PWMStop(pwm);
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 
    return 0;
}

API说明参考维基：Matrix API reference manual

7 相关资料

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