在一些带电机的产品上，上电时，可以听到美妙的开机音乐，如DJI的mavic pro[1]，很是优雅，让人流连忘返，更有甚者，有下载后作为手机铃声的，有作闹铃的等等用途，对于工程师来说，最最有趣的事情是，拆开外壳后，在电路板上竟然未发现有蜂鸣器，未发现有扬声器（俗称喇叭），按照常规，播放音乐要不是喇叭，要不是蜂鸣器，那声音的来源来至于何处？
物理学知识告诉人们，声音起源于振动，人耳的敏感频率是20Hz-20KHz，并且随着年龄的增长，敏感频率的上下限会向中间收缩，原因可参考链接[2]。蜂鸣器和喇叭的原理即是基于此而来，二者的原理和结构可以参考链接[3][4]，这里不再缀述。
对这些有开机音乐并且无蜂鸣器和扬声器的产品来说，发声也是由振动产生，而振动源正是来源于电机。实验表明，电机转动会带动气隙空气振动，进而发出声音，发声的频率等于振动的频率，前提是电机宏观无转动，否则会出现类似破音的感觉。
基于以上原理，可以编写电机的单频点声音，由于无法产生正弦波，可以用方波替代。其中方波的频率等于声音的频率，占空比影响声音（振动）大小，切记，不可让电机转动。这里有两种方法可以做：
① 延时，获得大致的时间，这样得到的频率不够准确，调试复杂，移植麻烦
② 定时器，可以精确得到频率，调试简单，移植方便
因此，这里采用定时器的方式来产生。
对于Cortex-M4&M3内核来说，系统自带一个24位的Systick定时器，时钟可以配置成
外部时钟，也可以配置成系统时钟，请参考相应MCU的手册。根据Keil官网可以获悉，与Systick定时器有关的寄存器为以下四个：
而在这里应用到的就只有CSR和RVR，CSR是控制状态寄存器，有效的为四位：
⑴ Countflag是定时器溢出标志，systick定时器采用向下计数的方式，定时器从RVR的值，经过一个时钟减一，减到0时，置位countflag。
⑵ clksource选择定时器的时钟，0选择外部时钟，可查看手册中定义；1选择处理器时钟，即为单片机的主频。
⑶ tickint使能中断与否，1使能中断，下溢出触发中断；0失能中断
⑷ enable使能定时器与否，1使能，定时器载入RVR寄存器的值，开始下计数；0失能，定时器不工作。
以上关于定时器的位定义，可以查阅DUI0553A_cortex_m4_dgug.pdf文件而得。
void sing(void)
{
****//开启电机
SysTick->LOAD =(uint32_t)(170000000*volume/freq);
SysTick->CTRL |= 0x00000001;//enablesystick timer
while(((SysTick->CTRL)&0x00010000)==0);
SysTick->CTRL&= 0xFFFEFFFE;//Disable systick timer and clear countflag
****//关闭电机
SysTick->LOAD=(uint32_t)(170000000*(1.0f-volume)/freq);
SysTick->CTRL|= 0x00000001;//enable systick timer
while(((SysTick->CTRL)&0x00010000)==0);
SysTick->CTRL&= 0xFFFEFFFE;//Disable systick timer and clear countflag
}
上面代码中，volulme是音量，决定声音大小，freq是相应的频点，170000000是所选用的MCU主频170MHz，根据所选用的主频做相应的修改。
下载频率后，可以听到电机发出了单频点的声音，可以在手机上使用Decibel X分析声音频率。
由此可以看出，电机的发声方式与蜂鸣器的原理是一样的，都是可以发出单频点，所以控制上可以相同，多频点，甚至一首简单的单曲，也可以由电机发出，需要说明的是，无刷电机也可以同有刷电机一样发声，其原理在于控制某两相导通关断即可，mavic pro就是依照如此进行控制。
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发表于 2020-4-16 10:57:31
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