力学类传感器-敲击模块和水银开关模块

1）敲击模块

敲击传感器：通过敲击发生震动产生一个信号，敲击传感器模块能感受并检测到该信号并把它输入单片机，与I/O口连接。

有源蜂鸣器：通过接收单片机输出的信号来发出声音响应，与单片机I/O口连接。

例4.1　通过敲击模块或按下单片机自带按钮使蜂鸣器发出不同的声音。

敲击模块和蜂鸣器模块的实物如图4.2所示，敲击模块有3个引脚，引脚“-”接低电平或地“GND”，中间引脚接高电平或电源“VCC”，“S”引脚为信号输出端，接单片机的I/O口。蜂鸣器也有3个引脚，“-”引脚接“GND”，中间引脚接“VCC”，“S”引脚为信号输入端子。

（1）实物图

图4.2　敲击模块和蜂鸣器的实物图

（2）模块与开发板硬件连接图

敲击模块、蜂鸣器模块与单片机开发板的连接如图4.3所示。其中，敲击传感器的信号端接单片机I/O口P1.7；蜂鸣器的信号端接单片机I/O口P1.4；按钮采用开发板自带且默认连接到单片机I/O口P1.3。功能测试代码如图4.4所示。

图4.3　敲击模块、蜂鸣器模块与单片机开发板相连

（3）编写块代码

功能测试的块代码如图4.4所示。检测到单片机开发板上按钮“BUTTON1”按下，即P1.3为低电平时，蜂鸣器依次播放声音“NOTE_C5”“NOTE_C4”“NOTE_C6”各100 ms。如果敲击传感器检测到信号，即P1.7为低电平时，蜂鸣器播放声音“NOTE_C6”100 ms。运行块代码，测试模块功能。

图4.4　例4.1的功能测试块代码

2）水银开关模块

水银开关的构造很简单，外面是一个密封的圆柱形绝缘壳体，长约30 mm，直径约10 mm，里面装有约1/5体积的水银。水银开关实物如图4.5(a)所示。在壳体的一端固定着从里面引出的两根导线，这就是一个水银开关。因为重力的关系，水银珠会向容器中较低的地方流去，如果同时接触到两个电极，开关便会导通，形成闭合电路。

注意：水银对人体及环境均有毒害，因此使用水银开关时，请务必小心谨慎，以免破出；不再使用时，也应该妥善处理。

例4.2　通过水银开关来控制LED点亮。(www.xing528.com)

水银开关模块实物如图4.5(b)所示，长度：8.5~9.5 mm，宽度：3.2~3.5 mm，工作角度：5°~10°，电压：20 V，电流：0.3 A，工作温度：-40°~300°。

（1）实物图

图4.5　水银开关及模块实物图

（2）连线方式

水银开关模块与单片机开发板的连接如图4.6所示，红色线接水银开关的“负”，黄色线接水银开关的“S”。红黄线的另一端接到单片机的开发板上，正确的连接方式是将开关串联进电路，接到J5上。

图4.6　水银开关与单片机的连接

特别注意：在与单片机开发板相连接的时候，千万不要将红线接“GND”，黄线接“VCC”，当水银开关接通的时候，相当于把电源短路了。如图4.7所示，这是水银开关在单片机上一种典型的错误连接方式。

图4.7　水银开关与单片机的错误连接

（3）块代码编写

功能测试电路及块代码如图4.8所示，因为水银开关传感器决定整个电路是否接通，所以只需将LED1接入电路就可以了，LED1设为ON，则P1.0输出高电平。

图4.8　例4.2的功能测试电路及块代码

当水银珠在下方的时候，LED1电路接通，有电流流过，此时LED1发光；当水银珠在上方的时候，LED1电路断开，没有电流流过，此时LED1熄灭，如图4.9所示。

图4.9　例4.2的功能测试效果