20.1 初学者重要提示
4 ^* d ~* G' J( D. w: r 学习本章节前,务必保证已经学习了第13,14和15章。! z) H7 f8 l" L7 u
注意有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的区别,本章教程的17.2.1小节有专门说明。
7 [% i& [4 {( \% k x: A1 j4 N 开发板是采用的有源蜂鸣器,需要PWM驱动,而截至本章节还没有讲到PWM,会在34章节专门为大家讲解,程序中是通过一个宏定义控制使能和关闭,所以对于初学者来说,当前阶段仅需了解到使能和关闭方法即可,后面学习到PWM章节了,再深入了解。' ]8 u; Y# C @& ?( L7 L
无源蜂鸣器的控制采用的非阻塞方式,实际项目中比较实用。2 k; } T8 S% b; Y" P
20.2 蜂鸣器硬件设计
+ ]2 m$ Z+ k, \& g' q蜂鸣器的硬件设计如下:
* C; O; v: B/ _8 t, r% H+ c; C) w1 D' C- z8 ?" J
' j. U# ~- v- k2 }7 C }
1 a, Z3 @- r" c) u5 a通过这个硬件设计,有如下两点需要学习:
; V* o8 n7 h2 @7 E% U6 G+ l0 Z1 H/ t& x/ {
20.2.1 蜂鸣器分类9 V# b7 G- L* n
蜂鸣器主要有电磁式和电压式两种,而且都有无源蜂鸣器和有源蜂鸣器两类。开发板使用的是电磁式有源蜂鸣器,而有源和无源的区别是有源蜂鸣器内部自带振荡器,给个电压就能发声,但频率是固定的,只能发出一种声音,而无源蜂鸣器频率可控,给个方波才可以发声,并且根据不同频率发出不同的声音效果。
& b: D% j5 r0 y: F: W! _9 G3 r
' Z, h# ^: m, C4 P6 O9 Y3 B20.2.2 硬件设计$ a0 A% X N& e" x3 W
关于硬件驱动,这里主要有三点需要大家认识到:
7 ?& b. ?% z$ H: W4 [3 P
) g* y7 }- `# O* e S8050TL1是NPN型三极管,这里是当开关使用,PA8输出高电平的时候三极管导通,输出低电平,三极管关闭。6 G2 l. B% |! c
电阻R70起到限流的作用。- N( _) M6 T; P
电阻R47在这里有特别的作用,首先要普及一个知识点,这里使用的是电磁式蜂鸣器,属于感性负载,切断这种负载必须要注意,如果电流消失,电感两端的电压将急剧上升,这种感应冲击足以损坏逻辑门电路或者其它形式的负载驱动电路,为了保护这个电路,可以用一个二极管或者电阻吸收感应冲击。
) _" B& P" T3 ?% q+ O+ J
$ ]: g, ^8 m& w4 E6 A3 K20.3 蜂鸣器软件驱动设计
* [/ w' N; _3 N5 a$ o; g5 F软件驱动对有源蜂鸣器和无源蜂鸣器都做了支持,默认情况下用的是有源蜂鸣器。我们使用蜂鸣器的话,大部分情况下可以配置鸣叫次数、鸣叫的时间和停止的时间。本驱动设计就是基于这种应用方式实现,基本可以满足大部分应用情况。
. Y' ^8 K: Q& D9 P0 n) Q6 W: q" g& y( B
设计这个软件驱动的关键之处是如何避免采用阻塞式的实现方式,比如要实现鸣叫1秒,停止1秒,循环5次,如果是阻塞方式等待1秒执行完毕,那就时间太长了。鉴于这种情况,程序里面实现了一种非阻塞的方式,通过滴答定时器中断每10ms调用一次蜂鸣器处理函数来实现鸣叫次数、鸣叫的时间和停止的时间的更新。
' f; e2 O0 k; \, G. t' _6 V
$ N5 g8 V: v L20.4 蜂鸣器板级支持包(bsp_beep.c)
/ b& ]. }1 r: k3 E1 \蜂鸣器驱动文件bsp_beep.c主要实现了如下几个API:
. w/ B* E# J9 d5 c
( l2 q0 i$ T% n4 ^2 { BEEP_InitHard7 a- t6 ?/ D/ ?3 Z( h8 m2 Q
BEEP_Start7 W' m* H$ ]& V4 X+ v
BEEP_Stop" I, v. @5 A- s# i6 Z2 l
BEEP_Pause( {- O% n- O6 |' w. x
BEEP_Resume
7 ^+ o3 {3 L0 |3 N- j$ ~ BEEP_KeyTone3 t1 Y0 O; p1 }. }
BEEP_Pro
: j$ |+ b" C) t, `) I: I$ j: e @7 c' J1 D
( h. Z3 I9 T8 J% K这里我们重点讲解函数BEEP_InitHard、BEEP_Sart和BEEP_Pro。- s) @2 E6 ]( m. Q- z& T
; y+ l- q0 W) ]; I5 \' v函数BEEP_Stop、BEEP_Pause和BEEP_Resume测试效果不够好,推荐直接使用BEEP_Sart即可,设置鸣叫时间、停止鸣叫时间和循环次数。而BEEP_KeyTone是基于BEEP_Start实现的,直接调用的BEEP_Start(5, 1, 1); /* 鸣叫50ms,停10ms, 1次 */
- A4 n9 A* H3 H( ^, O3 ]- y/ X0 q! T2 {' d# a4 _
20.4.1 宏定义设置) I5 B' v5 A* I
此文件的开头有一个宏定义选择,用户可以选择使用有源蜂鸣器或者无源蜂鸣器。
( r. ~+ ]- e% C2 R$ R# H: t; K# w
6 E: O# V7 q8 i( ]1 }: [( x- //#define BEEP_HAVE_POWER /* 定义此行表示有源蜂鸣器,直接通过GPIO驱动, 无需PWM */
" G8 L* R2 O" i J' O C7 u
# M/ s, U$ q. k9 @% Q" E7 y- A- #ifdef BEEP_HAVE_POWER /* 有源蜂鸣器 */+ N3 C1 S M/ c
+ [" Z3 v, o+ _$ p( b; A- /* PA8 */
* ]5 p/ y) m: j! g# a - #define GPIO_RCC_BEEP RCC_AHB1Periph_GPIOA
( r- `/ r0 L1 P: Y& P ^" ]- W2 S8 k - #define GPIO_PORT_BEEP GPIOA
* G: U/ K' a" x5 {' p$ h/ e" _ - #define GPIO_PIN_BEEP GPIO_Pin_8
5 d2 C, f% F% k7 _/ _ - 1 D4 Z5 A6 ]2 W3 q) [8 ` p
- #define BEEP_ENABLE() GPIO_PORT_BEEP->BSRRL = GPIO_PIN_BEEP /* 使能蜂鸣器鸣叫 */) j* I+ j- b$ z+ m5 p
- #define BEEP_DISABLE() GPIO_PORT_BEEP->BSRRH = GPIO_PIN_BEEP /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */
! d! \1 d. U, L9 E- Y* v - #else /* 无源蜂鸣器 */
, h1 @2 P5 C5 @4 G; a- W/ R G3 L - /* PA8 ---> TIM1_CH1 */
% a+ l; c/ x6 z6 [% _* K
' m$ V' d5 ]9 M: V5 U7 c- n- /* 1500表示频率1.5KHz,5000表示50.00%的占空比 */
9 e% N$ O7 H* j3 e' b - #define BEEP_ENABLE() bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_Pin_8, TIM1, 1, 1500, 5000);
! |" O M, u) V! S
3 \- w) W9 T8 E3 X' @7 g3 k0 ?+ u- /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */- \- i$ D. L6 ~+ n! V( ~ Z' _
- #define BEEP_DISABLE() bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_Pin_8, TIM1, 1, 1500, 0);, V; p9 c# O' Y( E8 j' H
- #endif
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5 Q! t+ g, o) K- [$ r4 O$ ~ Z 使能了宏定义BEEP_HAVE_POWER就可以选择使用有源蜂鸣器,默认是无源的。6 B9 S' y+ o9 m1 L/ g3 `* F
使用无源蜂鸣器时,需要用到定时器的PWM功能,这个功能会在34章节专门讲解,这里仅需只知道配置了一个PWM来驱动蜂鸣器即可。
( c% p; n- p( A20.4.2 蜂鸣器结构体变量
& N% ]5 d1 x0 K. L为了方便蜂鸣器的控制,专门封装了一个结构体变量:$ ~* o2 k! g7 P8 S; q
4 w+ ?) h4 J3 q o+ S3 l- ^' }3 u& R
- typedef struct _BEEP_T2 `" F- i) g0 g7 r3 ?
- {& t* s. }! a" Z( L/ b5 U s- f
- uint8_t ucEnalbe;9 Z5 i" F5 H+ y7 t+ ?: M9 \# Q
- uint8_t ucState;* ^; o- h+ v, b: C
- uint16_t usBeepTime;$ r# u) R) M2 R' }: C
- uint16_t usStopTime;
& k8 Z- _4 G3 x - uint16_t usCycle;
1 [$ Z ~( W0 `' x9 f# H3 m - uint16_t usCount;
1 f' f% J6 e' H5 Z3 A& f6 @ - uint16_t usCycleCount;
/ z" B s5 p* G' U4 m - uint8_t ucMute;
% K. t+ Y# k& h% |) j9 u - }BEEP_T;
复制代码
+ @' @/ ]1 ]3 ?: x& T6 R$ Z' o 成员ucEnalbe:用于使能或者禁止蜂鸣器。4 r2 A$ R# y% c0 {3 Y& M4 v; D
成员ucState:状态变量,用于蜂鸣器鸣叫和停止的区分。
6 B" _2 n9 j2 W 成员usBeepTime:鸣叫时间,单位10ms。, \# g/ U; I, }; e) I
成员usStopTime:停止鸣叫时间,单位10ms。3 W4 L: L% W6 w2 r
成员usCycle:鸣叫和停止的循环次数。2 G* R9 \9 Q: z2 c0 f
成员usCount:用于鸣叫和停止时的计数。
# Z8 L+ i# l. t. ]# F. R 成员usCycleCount:用于循环次数计数。
7 M( Z! k/ I2 t& a4 a3 F 成员ucMute:用于静音。
+ \- s/ F; ?+ K# T6 v5 l) d, F3 x/ `20.4.3 函数BEEP_InitHard
9 R7 f; g1 T& r- ?函数原型:; P7 M" t' b/ {4 f, [
; f+ U3 K) ?% y$ i
- /*% V6 m+ J* c$ q, b
- ********************************************************************************************************** ]/ w- C |5 F3 z
- * 函 数 名: BEEP_InitHard9 A( q! J8 G% Q$ i0 G) f
- * 功能说明: 初始化蜂鸣器硬件
7 A1 p$ e& e% Z2 w7 A# n - * 形 参: 无4 x+ v" L* O% w. a: T9 G0 d' m U& K
- * 返 回 值: 无) Y7 n. w7 r j& B" E
- *********************************************************************************************************
; n% F$ \% J: _0 ^9 x; [5 \1 c - */
0 N$ }& X: f$ O+ V# D. z - void BEEP_InitHard(void)
: `$ G2 K1 s0 R2 y4 v% P - {9 W& F& ?6 s v4 c( s+ |4 w8 m$ v
- #ifdef BEEP_HAVE_POWER /* 有源蜂鸣器 */
5 Q, c1 Y3 D/ j6 S. Q* L l - GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
9 \# J' Q- O' y1 {% E
* U/ c+ Y/ k# B8 T0 }. ~- /* 打开GPIOF的时钟 */
" k4 } ~4 t' l2 N& S - RCC_AHB1PeriphClockCmd(GPIO_RCC_BEEP, ENABLE);
% r% U) E) V7 `/ e! ? - " ^) Z7 v( M& y4 Y) ~! S: H4 J. K
- BEEP_DISABLE();
' {/ f/ f/ Z" @. I/ T1 c1 L5 }8 Z
4 Y; q7 u% o$ l3 B8 A7 ^0 k5 F- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; /* 设为输出口 */
/ T; V1 }$ S% L, H9 k - GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; /* 设为推挽模式 */
# A0 f* `2 R4 m% a - GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; /* 上下拉电阻不使能 */
9 t$ b- h j$ x5 c2 W+ u; ]# \ - GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /* IO口最大速度 */1 |$ T- \8 j# \' x! o9 k3 o
* u; [9 b' l0 J( r2 L; [- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_PIN_BEEP;( n6 U5 S; c6 I4 x5 U$ r8 X
- GPIO_Init(GPIO_PORT_BEEP, &GPIO_InitStructure);
' n: L2 x. S( c4 g4 E( r - #endif
) }% q2 ~1 k/ o/ r - 2 ^6 {3 Q+ o5 x) t) f) _
- g_tBeep.ucMute = 0; /* 关闭静音 */6 l/ ~5 u) W) E& l4 K: s& d
- }
复制代码 4 v7 _9 C- X, F' t7 U/ @
函数描述:; b+ B* b. W/ }: H/ c$ M, ^3 F
, |1 T0 p6 v* x
此函数主要用于蜂鸣器的初始化,代码比较好理解。条件编译实现了一个无源蜂鸣器的初始化,配置引脚为推挽输出模式。由于V7开发板使用的无源蜂鸣器,所有没有开启宏定义BEEP_HAVE_POWER。
" z" g1 x2 j( ]1 }# N
7 Y1 Q2 R8 e1 {2 C( @' c" u使用举例:
4 v. T4 Y/ F }: p0 Y
# @0 `1 f" e/ l- b底层驱动初始化直接在bsp.c文件的函数bsp_Init里面调用即可。8 K, T/ y9 w ?5 G6 U
! K6 m9 w' ]% [* X! a20.4.4 函数BEEP_Start" H) x, T @' }" u/ C2 R5 X5 e
函数原型:
~, t) B& E3 m
# K% S/ H' f4 ?( @, P2 l _( V( v' ~- /** R2 u0 z, [+ M/ H! d( K! L3 T
- *********************************************************************************************************
O/ S6 F% U; b/ o- h) | - * 函 数 名: BEEP_Start
* t/ `" s$ B/ m% ~0 e6 @ - * 功能说明: 启动蜂鸣音。% h1 V; Z- n% U; [' i, k
- * 形 参: _usBeepTime : 蜂鸣时间,单位10ms; 0 表示不鸣叫
) r; Z) v7 I3 @3 ?+ D* h) ]" r - * _usStopTime : 停止时间,单位10ms; 0 表示持续鸣叫2 C" C( `4 t- a1 y
- * _usCycle : 鸣叫次数, 0 表示持续鸣叫
% `1 O" v3 g% |! o - * 返 回 值: 无
4 a; T/ s5 Y e8 w {; n- F) ~/ N - *********************************************************************************************************
5 {) ]( S; ]7 d7 W% W( { - */
- G, z, [6 |: |. f - void BEEP_Start(uint16_t _usBeepTime, uint16_t _usStopTime, uint16_t _usCycle)
/ j5 d( c/ O4 e7 r$ c6 M - {
) B9 f; u' Z! A( H9 @7 V - if (_usBeepTime == 0 || g_tBeep.ucMute == 1)
( l( g! x$ g; T0 L - {
6 U+ m2 n" X. T$ S) @ - return;! ]5 r) Y# p$ N E& t% q
- }
+ q. a1 l: \( J* f
" n( @& v% Q: n0 {, P$ a- g_tBeep.usBeepTime = _usBeepTime;
" Z9 g; v( l: j2 U: g - g_tBeep.usStopTime = _usStopTime;. m2 k$ m$ y$ s D1 B- f
- g_tBeep.usCycle = _usCycle;& \ X0 ?0 u7 u' R
- g_tBeep.usCount = 0;
2 [$ U% k8 I; M2 z$ u - g_tBeep.usCycleCount = 0;
8 R- o3 ?4 p" c* d* s - g_tBeep.ucState = 0;
7 K- ]/ K' Y \! J% D( X; _ - g_tBeep.ucEnalbe = 1; /* 设置完全局参数后再使能发声标志 */
# H9 P2 E& ~9 n& R; y* e& k - + o7 ?. R& Q" @2 [/ E: Y& T
- BEEP_ENABLE(); /* 开始发声 */
( ~0 B* }6 s" H9 Y: o, \! H, n - }
复制代码
" y8 x/ S9 M/ ?- k, g函数描述:. b" d' B, [6 j% E* R5 L
, @" o* H; g; @9 {9 d8 a此函数主要用于蜂鸣器的初始化,代码比较好理解。条件编译实现了一个无源蜂鸣器的初始化,配置引脚为推挽输出模式。由于V7开发板使用的无源蜂鸣器,所有没有开启宏定义BEEP_HAVE_POWER。. t) F- K* `# ^3 K$ i4 U& U
* X5 f# t8 Q. t- t0 d7 k4 ?
函数参数:
3 c7 D8 ^, o9 L+ S# b/ K- _( K* a
第1个参数_usBeepTime用于设置蜂鸣时间,单位10ms,配置为0 表示不鸣叫。5 I( b7 Q7 j1 g2 g9 S, _3 x
第2个参数_usStopTime用于设置蜂鸣时间,单位10ms,配置为0 表示不鸣叫。
8 d2 m1 {2 R+ A# [ r# c) ^8 U- } 第3个参数_ _usCycle用于鸣叫次数,配置为0 表示持续鸣叫。
( G: @5 Y) ? f# x4 q' B B使用举例:
. p7 Y5 Y) [/ \, i e
. q" O w8 k' H! K* _, B$ O7 R: F调用此函数前,务必优先调用函数BEEP_InitHard进行初始化。比如要实现鸣叫50ms,停10ms, 1次,就是BEEP_Start(5, 1, 1);# I8 `* v( H) G6 x
3 |8 j4 H1 H2 c7 I
20.4.5 函数BEEP_Pro
5 m" @$ F& l6 A3 a' H函数原型:- o9 m- l. q' r! g! M. j4 k
1 ~3 ]" z- o m- A8 Z3 s% d0 O- /*
& G; G3 d; Y ?' V7 ]# p4 C - *********************************************************************************************************' J" s7 `, G0 o) [, s8 `0 g- C
- * 函 数 名: BEEP_Pro2 {1 m, c7 W( C6 Z/ w6 U
- * 功能说明: 每隔10ms调用1次该函数,用于控制蜂鸣器发声。该函数在 bsp_timer.c 中被调用。- C4 r1 \! Q" `9 E; k$ c
- * 形 参: 无
. o K# a1 Q/ X- H: z - * 返 回 值: 无
: g# t1 _1 R, ^$ z4 N - *********************************************************************************************************: W: @- N& I0 d/ R+ m( D
- */" Z+ U( M' i( d9 g6 C1 G3 x1 u' V) m
- void BEEP_Pro(void)0 R; @6 N8 l5 c. P. [. J, ~( K( n/ Q
- {. C* \3 y. p m b8 v7 m
- if ((g_tBeep.ucEnalbe == 0) || (g_tBeep.usStopTime == 0) || (g_tBeep.ucMute == 1))
. R, e" V* n! f" K7 ^! o - {
6 i" Q! q1 S0 F4 C - return;
% {' q) G' m7 J3 U - }
9 }) o0 U ~6 t - / Q+ Y* i2 D- V- j% S, X
- if (g_tBeep.ucState == 0)) T. _9 f9 J8 y% I$ a! |. _: T u
- {
/ `! Q d) s) z$ D ^ z - if (g_tBeep.usStopTime > 0) /* 间断发声 */. i) {1 l6 k# T# W4 v0 t% A
- {
6 N, H! k" d3 d" Y' l - if (++g_tBeep.usCount >= g_tBeep.usBeepTime)* P9 U. g0 @$ l* C6 u7 Y6 z+ Z' Y
- {$ C& Z* S* x# n c8 Q* ~9 E
- BEEP_DISABLE(); /* 停止发声 */. D- h; }4 X# y4 S( J
- g_tBeep.usCount = 0;7 r1 N# z. z9 K. K) ^/ n, e
- g_tBeep.ucState = 1;
5 g$ n9 ~; f! f7 M U# ]4 w - }
4 I2 U5 J* m: W6 j - }7 v( h3 {. M$ z6 {2 e
- else
; \( W' ]' I6 y* H% b" A - {
( B, i [% S3 I1 o8 F' f - ; /* 不做任何处理,连续发声 */& W$ k' {/ _6 Q# l& t% N" N2 P
- } ?5 Q- j5 X t' W5 l
- }( N% P( G$ H& z7 }# O
- else if (g_tBeep.ucState == 1)* x6 q) }* \( l% _7 \& U% R/ S
- {0 T. U; l8 D. A {0 o. Z6 x
- if (++g_tBeep.usCount >= g_tBeep.usStopTime)
: K; j' L- X9 m+ I0 b' c9 ^7 X - {
3 t$ I0 S/ Z) O5 u - /* 连续发声时,直到调用stop停止为止 */
, _/ Y0 j% D4 z' n6 L- z: { - if (g_tBeep.usCycle > 0)* G& I, g9 {: j9 _* O S- \
- {
. N3 ^# ]8 u2 D o/ o- t7 k# X - if (++g_tBeep.usCycleCount >= g_tBeep.usCycle); v( r \* h0 m; _- N* ^6 {9 {9 Y# \2 }3 l
- {; R; \/ {& c# r! K* O7 R% M, N& ]+ u
- /* 循环次数到,停止发声 */
) g& v1 V4 D. n: V6 s0 a - g_tBeep.ucEnalbe = 0;1 v" Z) X5 t7 R" v, B1 \1 `$ C3 ?
- }
4 S+ q1 L5 O6 w' \ - 4 T P% R3 {, L+ A1 W- A" ^9 ~9 L/ z! J% ]
- if (g_tBeep.ucEnalbe == 0)" W8 Z# y" U$ u' v; l8 t
- {" ?9 n k9 V1 ?5 a8 w- n5 p" u. |# Z
- g_tBeep.usStopTime = 0;
$ x& k$ [7 l3 ^! @2 N - return;
( Y4 l2 X* Q; w& } - }
+ Q5 e) t1 H, I - }
8 O @7 v& ?' \7 D
# v3 z2 V* W u- g_tBeep.usCount = 0;
7 c8 Q& A0 p/ w - g_tBeep.ucState = 0;: v1 K0 A) ?/ k6 B3 {) } n
+ `# x" G, S0 m0 S) F- BEEP_ENABLE(); /* 开始发声 */2 s1 k- X4 ?- t9 ]6 `' `
- }
2 b! I3 V% ~/ j9 L' j - }
% _8 o* ?, r$ f - }
复制代码 ' `7 {+ X4 O5 K6 W+ f: V
函数描述:; a& ^0 D% D) F+ ~) q
' M4 A- c& r; x- ^+ F
此函数是蜂鸣器的主处理函数,用于实现鸣叫时间、停止鸣叫时间和循环次数的处理。$ X% y" N) Z- H" Z
7 R" g7 P/ I" B& S0 }' J
使用举例:. }( ~- `; l; [- R/ z) J
8 w# [/ V; J3 R) | x
调用此函数前,务必优先调用函数BEEP_InitHard进行初始化。
* Z* ]2 a) ]. L& T/ O% G
, o- b8 a7 y/ c; D) R另外,此函数需要周期性调用,每10ms调用一次。
9 h: O2 Z+ h" |* s0 A1 @4 b4 U, \, |4 }: q% E7 Y
如果是裸机使用,将此函数放在bsp.c文件的bsp_RunPer10ms函数里面即可,这个函数是由滴答定时器调用的,也就是说,大家要使用蜂鸣器,定时器的初始化函数bsp_InitTimer一定要调用。
7 U2 {" @3 X0 N! K+ d& \/ ]: I 如果是RTOS使用,需要开启一个10ms为周期的任务调用函数BEEP_Pro。1 J4 H7 m- A+ X) q; W+ d2 ]8 X
" {: l; _4 |7 b+ d# K; X* v, E20.5 蜂鸣器驱动移植和使用
; r$ ?! B$ I1 n按键移植步骤如下:
9 D+ R% o% Q- r: I6 u4 O" K- J3 w w- _' k% Q- o L- Z& F. i" Q
第1步:复制bsp_beep.c,bsp_beep.h,bsp_tim_pwm.c和bsp_tim_pwm.h到自己的工程目录,并添加到工程里面。* v& \! R) N0 s; O- ?
/ u I* `! L+ @, s. _7 O 第2步:根据自己使用的蜂鸣器驱动引脚和频率,修改下面的宏定义即可
! n* a5 T& \& \/ ` P. H' ?8 J, O% x" Q, q% A. \
- #ifdef BEEP_HAVE_POWER /* 有源蜂鸣器 */, z4 \5 T$ x- a, G" x' H8 A9 x# ?
# ^! r7 z) `* ?6 x: g+ b$ I- /* PA8 */. F% @: q. K6 ~4 @0 h+ Y
- #define GPIO_RCC_BEEP RCC_AHB1Periph_GPIOA# t8 W9 u/ E; Y, y8 y# [- o
- #define GPIO_PORT_BEEP GPIOA
[% L$ }' m6 }: f - #define GPIO_PIN_BEEP GPIO_PIN_8$ O7 L! C3 b! s6 B. y; a
- / Q; c) W5 M1 s$ S% o3 X) c& A
- #define BEEP_ENABLE() GPIO_PORT_BEEP->BSRRL = GPIO_PIN_BEEP /* 使能蜂鸣器鸣叫 */. }9 U' o% ^( [, R. H- n
- #define BEEP_DISABLE() GPIO_PORT_BEEP->BSRRH = GPIO_PIN_BEEP /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */
1 ?2 a, c! y1 e, ^ - #else /* 无源蜂鸣器 */
3 Y9 K! k1 f8 N. B3 c7 a - /* PA0 ---> TIM5_CH1 */
: k* t( Y) h# l' Y- ?
5 z( M0 f( O7 p" Q( v- /* 1500表示频率1.5KHz,5000表示50.00%的占空比 */4 u+ b5 K0 G2 D P& M' z
- #define BEEP_ENABLE() bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_PIN_0, TIM5, 1, 1500, 5000);; @% ^8 V4 m! `+ P; i. u/ ?
8 m' D4 ^: h/ d0 c6 w* q+ x- /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */. q. j: y& E. P% c5 d0 L
- #define BEEP_DISABLE() bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_PIN_0, TIM5, 1, 1500, 0);
* _4 M( M) m8 x' }% t - #endif
复制代码 8 r: p. g% x" j: h9 }5 R
第3步:这几个驱动文件主要用到HAL库的GPIO和TIM驱动文件,简单省事些可以添加所有HAL库.C源文件进来。; ^5 U n, g3 b N
. U' |. n7 I, Y4 W6 R; \; ^
第4步,应用方法看本章节配套例子即可。( M) e+ t" Z8 w, a1 E
% d, ]5 L9 z6 v
特别注意,别忘了每10ms调用一次按键检测函数BEEP_Pro()。* n( B8 S9 {5 R8 _, d: c5 l
& h9 x' ?& g9 d# k2 S0 }% `+ T
20.6 实验例程设计框架% k" c7 a# ]5 I9 ?& Z: b4 A5 X5 @
通过程序设计框架,让大家先对配套例程有一个全面的认识,然后再理解细节,本次实验例程的设计框架如下:
, ]0 D7 M' _1 J& Z7 {
' ^' T& r* Z6 C+ w3 h* o) X+ W" ]# _; f7 a! `# q# |
/ h t6 h& T& u
1、 第1阶段,上电启动阶段:, X0 O& l1 {/ k) K# M U
2 A+ m3 P! N D: @这部分在第14章进行了详细说明。1 Z$ J7 c4 v/ l8 P d8 f. V
( ?0 O5 q9 ~1 D e0 x/ M
2、 第2阶段,进入main函数:
3 O5 n9 Z5 D# j( l' Y% J0 o
4 _* V/ s) h4 ~! x; M 第1部分,硬件初始化,主要是MPU,Cache,HAL库,系统时钟,滴答定时器,蜂鸣器等。" I: E, ^ ^) J( D& ^6 N
第2部分,应用程序设计部分,实现了一个蜂鸣器应用。
# j2 Z, j! k9 k# G0 D3 {$ l1 h 第3部分,蜂鸣器程序每10ms在滴答定时中断执行一次。5 B1 @2 {0 F" ?2 s E
; P- f: h K/ k) o/ h
20.7 实验例程说明(MDK)
3 \5 U( n$ r2 g' f/ V, Q. t& I( P配套例子:
% B$ e; }) o4 C
1 x; G" K* {1 K- VV7-003_无源蜂鸣器
% P3 g) Q; N# q9 J' Q: V4 ]8 ~1 w
实验目的:
. ?; e. [3 l7 Q+ J3 [' Z( t( z8 r1 z, A/ [3 b
学习无源蜂鸣器的控制实现。0 _, \7 L" d! M0 F
4 s% S* A" o! l% T& j5 ]6 k+ ]
实验内容:
5 I/ J4 m1 Y: Q0 v# [6 a/ T; W6 `* v( F$ J5 {- j
启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。# F1 d, F+ C6 c+ ]' H
3 V) R: L- P2 K" R8 Y
实验操作:, R; P7 [2 k- f$ i1 y
' N& t0 @5 ^/ |) s+ GK1键按下,按键提示音(固定频率1.5KHz)。* |1 A4 E% m5 y! C# M% z9 b% s
K2键按下,急促鸣叫10次。8 P0 L7 c, N. f7 L4 x; O
K3键按下,长鸣3次。5 P" }' M1 A0 H6 T/ W I, _
上电后串口打印的信息:: i) e& ^" D" ^, Z
w0 j9 ^! @$ a3 g0 \0 w1 e
波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1
+ ~+ e8 i. w+ p+ j5 ~1 z- K0 H( D- B A% L2 o
+ o6 U6 P6 h9 Q( A- t- N4 k4 e) U
* m6 l9 L- w2 ]% E& T) V程序设计:+ k6 ?. v3 G$ `$ n
! \# K+ j8 E& g1 i7 ]9 L+ y) l
系统栈大小分配:
0 m1 ]6 @) V, c+ `1 T- h! U3 H5 j& J
$ b0 D' N& d4 X5 M5 y4 E& @7 _# F
% V9 q" M6 W2 d% f/ u; V# e
RAM空间用的DTCM:. `% N! T# y- s9 \# ?1 J1 h
~( T+ U1 {0 I7 [. K6 B7 W, l: v$ C
/ c/ `( [0 ]% s5 Q& q. A: K# i; B [
! x* e4 K: `, D4 R 硬件外设初始化
8 R9 @" P9 W% N$ A" y- _; U+ u3 s7 S( e7 G* Z
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
/ D. S" f1 N. r1 j; P, ~
: J, j; y9 u, |4 F& G) m: d- {- /*$ a+ R" y6 K8 n7 o4 V8 \- \. t
- *********************************************************************************************************) j L# u% r1 q1 |. l5 `
- * 函 数 名: bsp_Init. y7 u! W) m+ ^ w: ~* d
- * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次9 Q( A& f& ^2 V0 R$ E0 ^
- * 形 参:无
. {2 u2 a. @6 c) T I! g& U) J - * 返 回 值: 无
7 i: D' N6 r. o |$ B0 S - *********************************************************************************************************- Y4 [$ ?- n3 ]2 G! m
- */; k: @% J6 F0 _) f* o9 e
- void bsp_Init(void)2 X9 l& _6 p r6 G
- {, z2 T8 s- A; J% o- d# E/ x
- /* 配置MPU */
3 D \9 w' K0 I$ ~ - MPU_Config();
' B1 f0 C+ d& P5 v" I# E& H - 1 L5 w6 \1 x. K1 d0 |
- /* 使能L1 Cache */
! t' K! @7 b8 g+ {# Z' `6 J - CPU_CACHE_Enable();
9 x9 H2 m4 t# \" `; L# O) | - 1 M; @4 T& x, D$ g7 w
- /*
* s2 T# Y; w( K8 n - STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:5 U, d( u) `1 r6 E
- - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。: d! o* A' M- g; u4 E
- - 设置NVIV优先级分组为4。( @2 O: u1 D0 ]0 g1 I! G( f K
- */
( |5 e( }! S3 m' a - HAL_Init();
5 d0 f1 R! b: Y5 E
; u6 B% _7 c; R# I3 W6 u- i" T- /*
0 H# t2 f4 z) `6 s! i9 k$ i$ \ - 配置系统时钟到400MHz
0 |2 z8 L$ s* i: [5 b - - 切换使用HSE。) Q* Z" v: I' [" D$ p2 B
- - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
1 r) i( s _' q7 J. ` - */
* L. X8 q! o( P8 ?( {/ c. Z - SystemClock_Config();
: s, X; n! d8 x* W i7 H
2 R: E1 J7 V$ K' b* s/ k- /*
% h3 U2 c% @$ _ - Event Recorder:& i" D% E, Z$ [9 A+ w
- - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
* V3 r, d7 k; E+ P' ?9 q - - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第xx章; h) c, `$ {! m3 ]
- */ " g! \6 \' }% ]
- #if Enable_EventRecorder == 1 " f* m, j6 p) h
- /* 初始化EventRecorder并开启 */7 u7 @1 T( k& C+ }* n
- EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);0 S' C: q- e" C8 j) Y a4 L
- EventRecorderStart();; g) d+ R; [ S: }. g" y3 l
- #endif; H8 p/ I, [) F7 j
-
9 S; p$ f& q/ m1 {5 y. ?# v - bsp_InitKey(); /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
" M4 v: d0 y: P( _ - bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */; K0 \+ I$ o* s7 r, b h
- bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */2 q$ R" H, a( `, L4 Q" C$ L
- bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */ 1 a( i* |8 v% v5 L' R
- bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ 2 A- ]5 \' C: p; ?' m* b$ R
- BEEP_InitHard(); /* 初始化蜂鸣器 */
5 r8 j0 Y: k* o! j( ~# C+ q ^1 E( @ - }
复制代码 2 u1 J! s) d E- b \/ i
MPU配置和Cache配置:
" b Z) ~7 n a. S! m* i" c8 _# D* v7 Y4 m* J. r ^: v
数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区(本例子未用到AXI SRAM)和FMC的扩展IO区。
: G9 ^8 {8 Q# ?3 ~( T" X7 o2 A% ~6 F0 |; B+ D
- /*
- M3 U4 E2 O/ P6 v, [ - *********************************************************************************************************9 M8 c; B4 v4 `5 I5 \6 _
- * 函 数 名: MPU_Config. g5 ~) j5 v' r7 l
- * 功能说明: 配置MPU) v C) b" a: \/ X
- * 形 参: 无: B- W) |, y+ @0 g$ L
- * 返 回 值: 无
' e+ a% C& F( I% M$ p) P$ G - *********************************************************************************************************
. V! h' R) S# D& y - */5 Q y$ J+ c, X6 X
- static void MPU_Config( void )5 L1 T. D2 ~' O: ~( B7 {
- {
2 q! K5 Q: ?+ F - MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
0 q7 d. p4 L, m; n7 j" L$ | - 5 `5 P3 f. k# ^4 R Z- I$ z9 Q
- /* 禁止 MPU */
9 }9 q# J& H. @ - HAL_MPU_Disable();# t* H+ r* ?2 Y% Y6 [8 N" v% X0 O& u
& O$ {2 U/ X( ]! ?0 D5 x5 X- /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */
* _* ~& v) H0 N - MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;7 F+ J3 x# e( p7 f/ J1 ~
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;1 E9 x" J+ J% a* A. d2 A. L
- MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;; j5 {# B' A4 G; O( r
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;7 X. G. ^0 `) ]4 r9 u2 J
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;4 n0 i; C8 t. `7 \
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
Y0 V1 J/ I9 k. Y8 J: J2 E7 g - MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
- n) \1 o6 C5 @: u8 y: a - MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
/ y! z# p/ T% `: N! }' l& {1 L - MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;; t* Z1 ^( K, _/ O: K1 N
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;5 ?7 }$ ]) X. {/ c5 N
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;$ b* |8 u8 ]3 A, Y! d
- " m+ L1 W2 V3 F: l. d; _ L
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);: t, E( s: q! y$ ]
- 5 _/ E: r% l1 \6 F
-
# B. w0 H! c! i; w: P! h - /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */$ ^/ k' r) B' y% O |5 Z
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
# J! {( z% O$ Y: f8 |1 _; z - MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
* S _% V) f0 V- A! O+ W - MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; / S2 Q5 T& p8 h9 E7 a" S3 B8 k8 i* o; [
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
4 Z0 O# Y7 c) e0 d5 }- |7 k8 F. o - MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
/ h' x7 q, N' j4 z4 I. ] - MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
, }& S# y3 x2 t5 X" G5 `* s - MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;! ^+ P1 [0 U5 G6 B7 L9 F
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;' H4 n9 Q4 {+ o6 v. P( m
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;$ c: n# B, Y9 i5 ?9 ^
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;& {: r/ X% v; F# g* q1 m
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
& ]& c- p+ R8 E1 d& U4 r- C6 c - 6 |1 {6 h% k# Q& [; N
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);1 D( w1 T! U* W* h
9 n3 {; ] e. j" f1 e) H' `- /*使能 MPU */! V1 w- `% T; d7 s0 G
- HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);; [6 {! L- j# r( H! j; t# I
- }2 r, E: j7 t$ n- A- c
& d. L; c7 H& T/ Q/ H- /*
" u7 G, d% w/ O4 Y5 u - *********************************************************************************************************
. k; D ~$ [3 ?5 c2 D' u - * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable
- P6 k# e$ L/ h - * 功能说明: 使能L1 Cache' X( I/ A4 r4 w) V! g9 e0 O$ e' n
- * 形 参: 无
( z! ?+ g+ O1 }: e u1 J - * 返 回 值: 无
1 i: h: p. @5 t - *********************************************************************************************************
9 z, [3 X9 N+ u; ]! h - */% Z+ h! Y8 T/ Z
- static void CPU_CACHE_Enable(void)0 I* U2 j4 h Y" ~ c) E) D
- {
8 R7 y9 }( H% _5 ?$ F1 t - /* 使能 I-Cache */6 R! e2 f5 L# \( k$ e, j7 h
- SCB_EnableICache();- M" d; H& k# f4 p v4 j( j
5 M1 L; x5 j3 ]- /* 使能 D-Cache */
3 H" R0 m* R& `# C; s - SCB_EnableDCache();2 w3 C# n# t. Q6 [0 B
- }
复制代码 ' _# y: j7 x; ~% h. }
每10ms调用一次蜂鸣器处理:* s$ P* n4 Y; X2 Q" m q
( J8 C( Q! A! a& Y) q4 {蜂鸣器处理是在滴答定时器中断里面实现,每10ms执行一次检测。' p/ Z: B E5 q0 l
' h! v; E: S) ~1 B# t* r- /*
5 S5 M5 O. f% n - *********************************************************************************************************2 L; G4 ~9 B J( [
- * 函 数 名: bsp_RunPer10ms
% M' E* C/ ^# u. K% q* X# M! Y6 W - * 功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
+ W. y W% F _9 m: ~! l; @$ c - * 不严格的任务可以放在此函数。比如:按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。
+ N, S4 p* Q$ B9 w - * 形 参: 无1 j& X* N7 h" c* ~
- * 返 回 值: 无 e. y. X/ H$ h1 w
- *********************************************************************************************************
2 Z* `# C# C. T+ Z* x$ T - */# U" u8 D' ?. j2 F
- void bsp_RunPer10ms(void)3 l! D. I+ `1 h. x4 Q$ g0 ~
- {
) b5 j- c$ C" I4 h0 n - bsp_KeyScan10ms();
) i) g3 b1 l) n! {9 e/ Z - BEEP_Pro();
; r7 h% M* l8 Z" i0 ?" _2 J9 g - }
复制代码
" r' k6 [; x' a [. i 主功能:
6 G& S6 N- n* W' Q7 p8 \* y# b. ]/ i8 e1 M2 y+ M9 D
主功能的实现主要分为两部分:
|4 n. R7 u7 B& M0 @
( Z) ~7 i, y$ M6 X" p! v 启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
0 g0 F0 f; s' p1 H 通过按键做蜂鸣器演示。6 u( ^/ i0 F( L. X
- /*6 Z+ |6 K5 d5 ]" O r q5 G" `
- *********************************************************************************************************
' v- e0 G# P; X+ y- C, \ - * 函 数 名: main# A$ F6 T* v3 G' A+ {# E3 _
- * 功能说明: c程序入口
" f- _8 Y; Y+ {* I4 g$ g - * 形 参: 无( e5 n8 @7 l% q/ ~
- * 返 回 值: 错误代码(无需处理)' s0 w) ?$ n- s4 Q, s4 U. ^% r
- *********************************************************************************************************% P0 F. \( i' ^# W" R/ n
- */: _2 X1 R4 {# A `- `- d! |
- int main(void)
1 p8 Q, ]$ K* { - {
9 `" y' t! c. W' P' R4 H) s+ I/ h - uint8_t ucKeyCode; $ Q& S0 W! Q6 s7 j0 U3 ^8 e$ ]
- uint32_t freq = 1500;
" s& F- C8 ~, O. M$ ]# T
' A5 I3 S0 j- m# b. r) W/ t/ a- bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
3 C6 z0 I3 j4 b% C4 T; k - 8 F3 z+ E. e5 z. { E, H. W3 e
- PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */5 }( l& }) w, Q3 ~* p
- PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */* u7 k- a2 Z7 ]+ |
9 d( V" o% m. A: ~* I- bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
0 Q, ?( X* P: L8 L6 ^1 ]6 \ -
: h& X r) T: k5 ^8 H6 n" @3 k# H3 Z - printf("蜂鸣器频率 = %dHz\r\n", freq);
1 }9 }/ c' ^ Y! Q - 7 I2 \7 b& Z2 r" n. V8 p0 T1 b
- /* 主程序大循环 */" T4 C1 M9 D5 f
- while (1)2 S f) }3 P* z/ v K" _! C
- { \( m; d/ p7 r- I, e8 }8 [
- bsp_Idle(); /* CPU空闲时执行的函数,在 bsp.c */% L8 e6 Z, X7 E& U) J" s, `% N
-
! n2 g/ m1 K0 c - /* 判断定时器超时时间 */' T- a1 g, \8 T m/ r1 M9 n$ b( O
- if (bsp_CheckTimer(0)) / o0 |7 p) u* i
- {& f: V1 P- [$ d- O# n. K! {
- /* 每隔100ms 进来一次 */ 7 ~, m% V z( C0 t8 d1 N! l
- bsp_LedToggle(2); + E5 k( @ j) M) @/ v
- }( H, ]$ B. V/ U2 C p- K
- " m, t0 r0 _/ y7 d: |! x
- /* 处理按键事件 */4 j- n% t, Q% u! q
- ucKeyCode = bsp_GetKey();
4 [: Z% I/ b) ]/ [1 l. R2 F - if (ucKeyCode > 0)% E$ ]% ?7 u/ q1 o
- {
% w: P# \' j$ I - /* 有键按下 */
( S1 ], N/ w' H& L% L! L - switch (ucKeyCode)2 T) ~/ s7 |9 v( r9 ?) y
- {# m* F# R Q6 W& h7 R0 S
- case KEY_DOWN_K1: /* K1按键按下,提示音 */
. ?, h2 m0 h+ R8 y - BEEP_KeyTone();, I2 u5 G- X6 J2 L3 w
- printf("1按键按下,提示音(固定频率1.5KHz)\r\n");
; s0 u2 Q) F' a& v V8 F - break;
& ~9 A' Y1 E; ?% ^6 m3 t) m0 R -
5 _8 s9 u+ v; b; V - case KEY_DOWN_K2: /* K2按键按下,急促鸣叫10次*/
9 t5 V0 s8 N3 Q - BEEP_Start(5, 5, 10); /* 鸣叫50ms,停止50ms,10次*/, b: j6 V8 V# H* {% B9 v- c
- printf("K2按键按下,急促鸣叫10次\r\n"); # Y, A2 M* X& W5 K5 V' U3 U
- break; " ~- l% P2 ~3 r" s* l" t& I. t
8 h9 R |! C0 \" X& T. V- case KEY_DOWN_K3: /* K3按键按下,长鸣3次*/
. R4 d$ x1 Q$ e* O& i7 v; g( y7 b - BEEP_Start(50, 50, 3); /* 鸣叫500ms,停止500ms,3次*/
' d% b o$ i4 i% H( V$ j) H - printf("K3按键按下,长鸣3次\r\n");
) y8 i) c# y5 x( L& [# O1 i - break; 2 i, f9 m" Z6 W: M5 p& w
- ( d; h3 s& w- U2 K5 U. T1 \
- default:
" {+ u/ k. ~* D9 E! u - break;
* ~* P: z8 i0 d2 T/ b - }
) r; l+ R7 E. s7 Q - }0 }- g$ m0 Y" L0 C0 Z. p
- }! h4 X& F1 u$ ~% v x+ A8 L
- }
复制代码
% s7 [( x1 F O `& d20.8 实验例程说明(IAR)4 N, M$ k( I- V2 U: e/ ]- z. _) M
配套例子:
0 a2 c) ~0 ?' i; r$ y7 {6 m7 D, X/ p# t4 {8 a. k
V7-003_无源蜂鸣器
4 f. R4 g1 o! c& r2 ] g
1 F) U' ? a' U t实验目的:4 ]# K( ?6 ?9 t. x& b7 l5 s( \+ E
3 g7 x5 T" T' k4 Y学习无源蜂鸣器的控制实现。: Z1 n9 _4 p3 ]' k
2 w; Z B s0 O( q
实验内容:$ T ~. L) K/ o/ k
3 c; r2 ]0 `$ {( C- R" J6 m启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。# D( M( Q8 d3 V8 Q1 w
, Q% B! ?2 Z i0 T$ c2 {实验操作:/ L; l/ L, v e9 j8 q5 ^
( k( x/ F) h0 }& e( C- Y4 a& ?K1键按下,按键提示音(固定频率1.5KHz)。
8 Y. ^& ]! y6 X0 M0 s) L9 MK2键按下,急促鸣叫10次。
, W& C* b" P* y( U' Y$ N: HK3键按下,长鸣3次。8 w' J, F) f+ n. [$ b! h* A
上电后串口打印的信息:
7 [7 o! Z0 W8 V! S
! \$ S5 q3 G+ {! \4 b b波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1
% J# C3 I) L B0 Z' {' d' `3 `1 ` Q$ L* V1 I0 @. h: u% c% M
; `" M$ N; _9 l3 h$ H3 O' D0 J5 E/ w0 b' L
程序设计:+ B& U7 {5 C: o- N6 i& C
k7 O6 F4 t1 J4 @; X
系统栈大小分配:
8 |1 R2 m( m! {# m j# M/ R8 c5 X2 l9 ]) t( S* X
' o! y% s+ n, @ K* ]* S
. d& d) Q- H! l1 b9 D* W4 p8 j5 \' Y RAM空间用的DTCM:
- d: w# `; B- V: [! I" \# u/ r- R6 z7 [8 m5 p. F) Z4 \6 N
; O7 ]8 ^2 N7 E* e" r! @. S
8 d2 I) P9 L1 A8 R/ b
硬件外设初始化1 O& v/ O/ x9 q
! l* N- ~% ^" T# f& i" x9 K" ?硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
. r- {, X; r j, v
0 @7 Z( O$ `; Y z- /** a, |9 I- I4 P5 ~0 H; f. v" [
- *********************************************************************************************************
: C* T9 K+ g! f - * 函 数 名: bsp_Init
0 R7 w, G* U* Z5 e - * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次3 [8 s1 f6 k: p# | A
- * 形 参:无7 u% ^8 G) d. h: Z: S: O- G- O) u
- * 返 回 值: 无
) ]8 @0 R! m9 {8 B8 e7 g - *********************************************************************************************************
8 B$ A) i3 [( S( L* s$ M* N - */
8 ~( _0 H' ?! b& q) r- D - void bsp_Init(void)
. I5 z6 ^+ M7 s* ~& k/ M3 o3 ~1 ^ - {
9 U0 E3 [) T# E - /* 配置MPU */
4 B% z5 x/ q4 V! ?3 i - MPU_Config();( T! V, m* n" n1 N+ @; O+ ~& c
- % e3 b1 c, U9 h' o
- /* 使能L1 Cache */
3 X( q( w, c6 ^ - CPU_CACHE_Enable();( M+ K& t) S/ I5 r6 \* e3 N- @- G
- . i5 Y6 s4 N3 P! P; B
- /*
- m6 V6 V. w0 Q* r: u - STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:
/ h; [3 _) C6 L: A; y - - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。; K" M$ \$ ]" Z
- - 设置NVIV优先级分组为4。 N1 {& h1 ~) G: i2 i8 _0 b9 r
- */8 B: m# w y/ ?- g4 J- w. X& W- b
- HAL_Init();3 f/ p, @3 ^ S: _1 e; ^
" X) Y- t9 z4 w7 E- /*
" y- V( p: H/ f- t6 ?, |! a - 配置系统时钟到400MHz* T2 h9 V" u- ?. }: g, u! `! X
- - 切换使用HSE。# O1 X4 l( {. l0 N
- - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
1 `) N5 J* Y& ` - */
0 U" I0 ^* a, J, M2 a+ h- e - SystemClock_Config();4 O* R, {" T% n, v8 t' N% _" Y/ x/ ?- ^
- / n6 f! V- T4 z2 c0 d% |9 V- p& y
- /* 8 ? _; X8 N# Q6 y3 t2 _% e
- Event Recorder:" [, D; ^, s5 n- V8 X1 C( u
- - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
2 H! Y6 n! I5 @+ t - - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第xx章2 f3 M% r1 O8 H) ?+ y Y+ W
- */ ! A0 T2 b6 m* {* S3 A) Q# U
- #if Enable_EventRecorder == 1 . P* O5 A) d" N+ W
- /* 初始化EventRecorder并开启 */
; q7 D. z1 \% c" Q8 [ - EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
" A, R6 w, M! k1 y - EventRecorderStart();
6 q# E6 d7 Z" t9 ] r, M3 E0 s - #endif
* ?. E5 p# R) K5 o u( _- U( R# q - : L: }+ P$ w$ a6 a5 i
- bsp_InitKey(); /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
6 S# q; _$ y- x - bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */; ~5 e" C5 S$ k8 J) @+ h3 ?
- bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
; G( A m( o' a$ @2 e' U0 q - bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
- C. H# Z% f; K# V4 ?% e4 m! x - bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
7 X% O5 ^) x* q% } - BEEP_InitHard(); /* 初始化蜂鸣器 */3 N% k9 n m% @
- }
复制代码 8 W* P+ [% _: L* p4 h. l5 m# G; e
MPU配置和Cache配置:8 L; }$ t- k6 X& [/ g
$ y' f) [) Q ]; e' X数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区(本例子未用到AXI SRAM)和FMC的扩展IO区。
9 h! n+ ]; h. E1 f
z' t3 K9 X7 e- /*
6 S% s2 ?$ |7 C2 Y7 ~8 G9 C - *********************************************************************************************************; |4 G7 N4 l+ Y8 A0 R# G
- * 函 数 名: MPU_Config8 }, e# e: K9 }1 G+ ~, q
- * 功能说明: 配置MPU
5 W5 k7 g/ Y: @, L - * 形 参: 无3 u2 n$ k2 o/ ?
- * 返 回 值: 无9 o% J( s8 B; t; y( x; @
- *********************************************************************************************************
. |* N" m) o" N3 ~$ y - */
8 ^' R0 u% F7 r; ^ - static void MPU_Config( void ). C# S$ A8 ~1 X0 X
- {! F9 l2 e% d% _% r; A4 ?
- MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;4 K/ T% _# x$ X9 [6 F, j
; L( z8 J* ^& k1 }3 ^- /* 禁止 MPU */
0 C' ~* _/ W+ W. D1 N- I - HAL_MPU_Disable();" p: k8 @! N9 U
1 n+ e$ T) Z' ^- d* i1 }3 h0 W- /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */
0 p% i/ W9 w6 q - MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;( [# Q: M* |% R1 t5 ^( X
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
$ U3 u+ z. o6 y - MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
, ^; C$ j/ s) v6 W3 K2 f0 O - MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;& E* u- [; Y4 h
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;/ I; Z) m; y/ W0 {: u$ _, b
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
% i- o1 S3 T+ A; E3 h- K: y - MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;6 C# ?* ?3 z) n
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;
( b6 s/ P4 U' l) I; \) I/ ]! k. G - MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
* \4 N$ S2 S* V5 V1 ^ - MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;' a/ ^) g* E s; |
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;7 t w/ z! j7 o# q% Z+ \. x) k/ x
8 L8 z2 s. Q; O& }# D4 o0 R- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
" Q1 s6 w4 D# |, ]% f2 |: i% o/ n2 d2 r7 i - 5 a* q }9 |) Q) E- G9 \
- $ x( z! x/ v& |, S- I: ]6 j
- /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
/ a) x: [' s3 [) K/ Y - MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;: B' p9 d5 d+ q8 N) n
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;
8 Z# A2 _2 I' j2 l u - MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; + l% A# k! x1 J- H" l( n
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
' |) k# G+ f( T: n9 F0 p - MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;9 d# `5 S5 H1 ^. F) V( N5 r
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; & j' z2 ^7 U2 B3 m- K' o0 N
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
: G* L( Z" A8 E. c- w( t& ] - MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
' D( R( f# f$ [+ p- v - MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;% p" H$ ]6 X/ X9 |$ w$ k1 c* F
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
y* c, w# h' F2 ^+ @$ `4 C - MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;1 Y/ x& V) V/ o
- ' @! ?' W9 L' w7 @1 y& g6 V
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);, z" i+ Q6 u0 i8 x
f% }9 Y n5 u) z% R6 Z$ J- /*使能 MPU */
5 a2 z& ]) h* S) v) J - HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
! y& h9 p, a, J - }
l4 U! o- n0 k' E. K3 K& A6 j( W
, G# p, ?+ {( s0 D, @- /*- r" w! o* ?7 R! a7 o; j$ M
- *********************************************************************************************************
K, J! w6 h( Y8 I6 W4 \ - * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable
% T" f ]# f; p- ~ - * 功能说明: 使能L1 Cache, U! g; [# Y8 {# }! y# {
- * 形 参: 无
+ I/ m1 H; @; m$ O8 c - * 返 回 值: 无
" h! O s) g8 e+ l# T) F9 r - *********************************************************************************************************
1 M5 ?/ |9 n. b, v - */6 X. z2 t1 f( C# x8 G
- static void CPU_CACHE_Enable(void)
; \3 k3 A2 o+ h0 O. c0 m% C - {, W9 N3 U1 i7 f0 h
- /* 使能 I-Cache */0 F4 l) o+ C: C( a' y+ A
- SCB_EnableICache();
- ]; s: h! z! C- |8 l1 B - 7 M+ f& X3 ?" z2 U
- /* 使能 D-Cache */& g {' V9 F( [
- SCB_EnableDCache();! ]8 ^( L- H' w& e
- }
复制代码 # K4 ]0 r' t n! v" |8 y i
每10ms调用一次蜂鸣器处理:
0 z2 e, Q$ j b5 D" l/ U/ l* c s' E2 ^
蜂鸣器处理是在滴答定时器中断里面实现,每10ms执行一次检测。1 g, t i/ J" J9 V# R" R
( j+ _' E r1 I0 J! _- /*& B6 K5 E0 Q( E0 h6 C3 j; ?
- *********************************************************************************************************/ f. i; C+ K! o- t; Q
- * 函 数 名: bsp_RunPer10ms% Y! B- r8 C- N. g3 O( X
- * 功能说明: 该函数每隔10ms被Systick中断调用1次。详见 bsp_timer.c的定时中断服务程序。一些处理时间要求
. Z- V, a* v; U) h9 ?# @6 x8 W - * 不严格的任务可以放在此函数。比如:按键扫描、蜂鸣器鸣叫控制等。, ]( m! i5 x/ @ ]% P4 d- Q
- * 形 参: 无
# i0 U2 z. ]- R - * 返 回 值: 无
2 A+ g3 [1 h& ]' r. _ - *********************************************************************************************************$ X& j( `9 Q2 _# N, k7 R M* Y1 [8 }
- */& l& x( }; [" n2 \
- void bsp_RunPer10ms(void)- d4 p0 n6 G) `8 M" R2 N
- {
6 A: X7 G. L$ I - bsp_KeyScan10ms();
3 l, p. _5 `+ k6 A1 [$ i - BEEP_Pro();2 P: L+ c- R) Y" H4 o
- }
复制代码 7 F# e4 y& I) g5 u m+ s
主功能:
& `9 U! H" ^8 O+ e$ s1 e7 T( v, W) [
主功能的实现主要分为两部分:! m/ z) E) T- S5 d
/ R" O( H% J, D) U) C
启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
. o; e$ w% Y9 Q+ g. z5 c 通过按键做蜂鸣器演示。
' D7 E: g* N p- /*
- m+ F# s6 i) ]1 x - *********************************************************************************************************0 l! k& i! q |; ]! Z
- * 函 数 名: main/ N* u# f+ Y7 u
- * 功能说明: c程序入口
3 c! y! `1 d1 U/ W N - * 形 参: 无
6 H- ]5 L4 }7 C# F+ ~# d* E - * 返 回 值: 错误代码(无需处理)
: G& `/ H6 ]0 B: B' ~ - *********************************************************************************************************4 S1 B: g3 T e) x% f3 F/ k" z. N' Y3 J
- */
; R6 `. U# n$ |$ ~! [2 V - int main(void)0 y% z8 a3 d( X7 P5 {+ z
- {
: h8 t6 a& l6 j! P6 I# S0 C! j9 _ - uint8_t ucKeyCode;
1 r5 ~2 Z, t! L; s+ u. S, v - uint32_t freq = 1500;* Y+ e4 { ^$ r" e0 ~) A4 d- T
- - P! a0 S# {6 Q- [
- bsp_Init(); /* 硬件初始化 */, t8 I- V( t: J
-
; J1 A. h% N6 c3 y7 Y - PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */- p; c6 {8 e( N9 n7 L& I1 t( Q
- PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */
3 R) s3 h9 y2 t8 k7 S& O1 W - $ B& k3 p5 t7 P; k4 A8 d
- bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */6 ]# U+ {' e4 }4 U
-
* _4 O ?" s: D p - printf("蜂鸣器频率 = %dHz\r\n", freq);6 {( K7 s, a7 }9 M- A$ `
- 1 s0 D1 B& n+ J$ U0 u) E
- /* 主程序大循环 */2 b& H* p7 A$ C; y# N
- while (1)2 G7 E" D+ {3 k; ~: e
- {7 O0 G! n7 s$ |6 z7 @' B
- bsp_Idle(); /* CPU空闲时执行的函数,在 bsp.c */! w6 d9 ~- c; y* N9 ]) b2 P) }. j! Y9 I
-
9 A* P7 y. U3 W4 H" d( i - /* 判断定时器超时时间 */
1 `6 s1 e/ N6 Y! x3 j! _ Z - if (bsp_CheckTimer(0))
: E/ M; [7 t6 ?+ X% q9 J - {' J# l4 A5 M" r; O$ g9 j5 W
- /* 每隔100ms 进来一次 */ 5 H0 Y6 D: h) r3 v5 T6 W( b" u& n
- bsp_LedToggle(2); - V$ J1 d5 ?" D' R& P1 z8 D0 k
- }
8 ^9 y9 N5 U: r1 j" H- G3 N - ; u3 o T* u6 _7 w
- /* 处理按键事件 */- @2 B4 k/ q" W
- ucKeyCode = bsp_GetKey();
" n3 i9 X; N1 L" G - if (ucKeyCode > 0)
: [+ R+ }, s; O3 u% J4 G - {
: Y( u% \$ V- @& y) Y0 U - /* 有键按下 */+ i! ]5 n6 u8 C% x# {
- switch (ucKeyCode)
7 ]3 b* T9 o8 G) o, o$ ~ - {
6 N+ V! C$ ~$ d- h* M& f4 y - case KEY_DOWN_K1: /* K1按键按下,提示音 */0 D6 j l% J9 z$ m8 C! e( l# I
- BEEP_KeyTone();
9 ~8 k' b# b. d! q$ p6 w5 o - printf("1按键按下,提示音(固定频率1.5KHz)\r\n"); 3 n% d! u/ E( Z( w3 o6 ]# S" \
- break;
: q9 K* `* E+ |$ q3 R2 [+ P - , b ?( x. C7 f8 ^+ S7 W+ j
- case KEY_DOWN_K2: /* K2按键按下,急促鸣叫10次*/# D3 J% O' {' M# q0 R* t6 F
- BEEP_Start(5, 5, 10); /* 鸣叫50ms,停止50ms,10次*/
+ o S* n) o; `% X* [0 k. P8 O - printf("K2按键按下,急促鸣叫10次\r\n"); 7 G( K7 w; o. u' F, ?
- break;
9 Y# q7 x4 U+ e8 [
# l9 A7 O- }0 s1 ~. V) M7 r0 _- case KEY_DOWN_K3: /* K3按键按下,长鸣3次*/
4 w% d& R+ ^- V, E1 M; X$ P - BEEP_Start(50, 50, 3); /* 鸣叫500ms,停止500ms,3次*/! r, B' r# N2 k, {) W8 g
- printf("K3按键按下,长鸣3次\r\n");
$ _) p" C7 \* [0 y* i - break; & }0 ]% K0 k. l) G& |. e) g e
+ L$ S! X' k; Z9 S! T- default:* W/ u9 w& e' L- l U Y3 s5 f5 ^* h
- break;
# u- e; K) w6 D" d n - }
" Z# ?+ d( d! c3 j7 P - }
# m7 \. }% Y% B! s6 u% E - }/ V7 H& j% w, d. M. ?; w( y1 n
- }
复制代码 / f% v# `: x! H2 u9 I
20.9 总结
3 B' A9 i4 t% N- t; l4 G本章节为大家介绍的无源蜂鸣器方案还是比较实用的,采用的非阻塞方式,实际项目中可以放心使用。2 e3 U% J+ |9 J( U+ B8 d
2 ]$ u( F7 ?7 y# M; N, c
& B8 N+ y; s( G. k8 @4 `% g: s
9 s% f; K0 i$ m2 b |