20.1 初学者重要提示
8 Q% R. q/ _# r8 ` 学习本章节前,务必保证已经学习了第13,14和15章。
$ b& K5 L, c/ `( ~. g" O+ F 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。
' v" t) d' T- r$ i4 q G 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。( L: F; O0 s# b. \
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。
& n$ ?7 |9 G/ l( v20.2 蜂鸣器硬件设计# r! u) \+ A9 [$ c* m5 V
蜂鸣器的硬件设计如下:0 U' G# C0 [/ Z3 x1 D! q
1 D& k8 O+ h. X3 Z: U' f9 a
& W, X. ]( }- j. a: c
8 `+ h, l- k2 h9 \. k$ _$ u
通过这个硬件设计,有如下两点需要学习:
( Z6 o" j$ e6 C0 J7 b3 u& O/ M! B/ B0 m
20.2.1 蜂鸣器分类
$ k! g; F1 y1 f( f4 I+ h/ k+ 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。; T2 y( {. [) h% v# D
, W" a) }" I V4 X
20.2.2 硬件设计
& V! ]4 ]+ s) Q/ t" r关于硬件驱动,这里主要有三点需要大家认识到:* ], d$ H( t& Y |8 `
; Z+ w9 z7 o1 n3 i: q& | 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。
; U, p$ R0 b3 t8 K1 Y/ T! q0 r 电阻R70起到限流的作用。+ h$ o' ^1 k; A( U- G
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。( m6 f4 T! H, O! [. H1 r
1 t3 l0 n' I! E& e7 A% e# X- X5 n
20.3 蜂鸣器软件驱动设计
+ k* z/ G; q4 v' H: O$ S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。: J: Y+ F. N# T$ o& n V9 z6 O y
3 [* S% E$ p1 C1 @$ y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( |2 Q( w. `+ p" f d/ S, q& b* q6 \7 H. `1 g$ r
20.4 蜂鸣器板级支持包(bsp_beep.c)
. |7 j8 `+ h0 T. l# T蜂鸣器驱动文件bsp_beep.c主要实现了如下几个API:
2 d0 m- j2 u) y% I- u2 \ s% m0 O# R9 X
& W8 v$ Y4 }% f/ y! r- X BEEP_InitHard
6 [$ e! c% T) J9 _+ u BEEP_Start6 x, H! m. x) u. f0 V
BEEP_Stop! i5 s2 P) Z% f. b
BEEP_Pause8 K5 H4 W# \+ _8 a, j
BEEP_Resume
5 \5 h# c" t3 d% J2 Y) l: |: ] BEEP_KeyTone
& _# i9 q2 R8 F J& t, T$ p BEEP_Pro
$ j3 ?% B( w$ f! p9 M3 Y
' z( j, J- ~: I9 h3 y0 O
* W! {5 X% x- p/ a% |9 Q这里我们重点讲解函数BEEP_InitHard、BEEP_Sart和BEEP_Pro。" I2 Z0 l6 r5 @. S
# h' q' y. i# [& _! q5 F* h
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 */& N W2 n$ c9 [ `
' [& @$ y1 O. e5 g0 Z2 b, o20.4.1 宏定义设置
* b. N- e7 o: \1 H2 t6 E$ i2 ?8 j9 N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。% I/ z* f$ e6 v( W
# Z9 P8 ^9 @- M8 ?* H3 T* y- //#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 */
0 l* r0 y) B _3 v6 M% E( [' C' s' ~
+ g% c* g5 f0 W7 x0 J- #ifdef BEEP_HAVE_POWER /* 有源蜂鸣器 */. U% S* K/ @2 t- a) t& h# f
- 2 z+ C' @& d! y3 X
- /* PA8 */1 G( {" n! |# {- j& D! r
- #define GPIO_RCC_BEEP RCC_AHB1Periph_GPIOA0 a$ _6 z- {3 b+ V
- #define GPIO_PORT_BEEP GPIOA
) O+ M' H f1 h% D5 r - #define GPIO_PIN_BEEP GPIO_Pin_8. ]+ R3 t. p: ?9 a9 E8 m2 s
6 h6 \! |& _, c; t5 e- #define BEEP_ENABLE() GPIO_PORT_BEEP->BSRRL = GPIO_PIN_BEEP /* 使能蜂鸣器鸣叫 */
2 v+ C& H5 Z. ^% ^0 W% I - #define BEEP_DISABLE() GPIO_PORT_BEEP->BSRRH = GPIO_PIN_BEEP /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */) P d* {' i+ {7 D
- #else /* 无源蜂鸣器 */
. a5 |7 g/ j$ Z( J8 z7 N - /* PA8 ---> TIM1_CH1 */
T2 `- z2 C* J* h z- `: k
& S6 X! S: Z4 A5 d; _2 W O- /* 1500表示频率1.5KHz,5000表示50.00%的占空比 */
0 N+ n2 J3 Z5 {, J; d - #define BEEP_ENABLE() bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_Pin_8, TIM1, 1, 1500, 5000);
8 t- j" O2 J& U& |1 L* i z - . h* W) |: n {: |7 g
- /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */* q4 i$ v/ I9 R4 n1 S
- #define BEEP_DISABLE() bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_Pin_8, TIM1, 1, 1500, 0);, B- s Q' o: @+ ^2 y
- #endif
复制代码
% D2 g; h+ ?/ u/ S% D8 S% X 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。
- \; I9 n9 [# }5 I0 U" C, M 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。
4 }5 }& c. H1 Y20.4.2 蜂鸣器结构体变量
- J4 X. o( _( y为了方便蜂鸣器的控制,专门封装了一个结构体变量:9 W2 Z* E( p+ D
! B3 F: H& l1 l: U. A* y- typedef struct _BEEP_T
/ X' P1 A I2 t: X7 p% n - {
- I3 d9 X8 N$ i7 D5 {/ ` - uint8_t ucEnalbe;7 z8 c/ J5 [0 Z$ Y
- uint8_t ucState;
; u; B& b) W9 e8 N/ @* P - uint16_t usBeepTime;$ j1 W( D1 u5 P" c# F8 y! M; R
- uint16_t usStopTime;
# r. |* o( m1 ^# b4 ?; b/ y - uint16_t usCycle;8 \1 b6 l7 C' M5 b1 _
- uint16_t usCount;+ b; {0 y, o" m3 @) A
- uint16_t usCycleCount;
! `. b# Z% o L4 b- w% H+ k/ C - uint8_t ucMute;
; {& Y t4 K9 H - }BEEP_T;
复制代码 M) j6 j6 c, I4 }' [7 ^: H4 Z
成员ucEnalbe:用于使能或者禁止蜂鸣器。
7 O, r. a4 j9 ]2 X7 l 成员ucState:状态变量,用于蜂鸣器鸣叫和停止的区分。/ I( [; Z7 @; C* g
成员usBeepTime:鸣叫时间,单位10ms。
; s3 V& }8 D. ]9 i8 I 成员usStopTime:停止鸣叫时间,单位10ms。2 e0 R R( r# l1 v
成员usCycle:鸣叫和停止的循环次数。
8 F R+ m1 f+ Q8 C, x 成员usCount:用于鸣叫和停止时的计数。
. k& t# }8 A. }4 a# |/ N 成员usCycleCount:用于循环次数计数。" D; r( }+ e4 G8 s. i
成员ucMute:用于静音。
$ {& J/ `$ o$ y5 C0 t; `20.4.3 函数BEEP_InitHard
6 o: R- y b. l4 v5 e) t8 B+ H函数原型:2 C& S; `6 D: @* {
4 G( j+ X# e6 ?4 O$ l3 d& m
- /*
# o2 ], ?' G' a3 D- f6 Y) n - ********************************************************************************************************* [, ~7 `7 x/ |3 v
- * 函 数 名: BEEP_InitHard p' C* L* X! l3 w
- * 功能说明: 初始化蜂鸣器硬件: a; Q5 V3 S- P& s" F1 n. r) p
- * 形 参: 无
U6 d" ~9 z' @2 ?' K* {* Y/ G - * 返 回 值: 无
7 q/ x: V5 E5 A6 S3 O% i# J" M - *********************************************************************************************************
3 D5 a" M& U/ Z0 z: T4 x' Q - */$ E/ c6 [8 @6 \
- void BEEP_InitHard(void)* n1 K7 m7 T; w
- {. e9 ] o1 K8 H
- #ifdef BEEP_HAVE_POWER /* 有源蜂鸣器 */
" H! s- T/ `, ] K( w - GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
: m7 Q1 } f* Y+ F- [8 T
& \ T. _/ y& Q3 p7 @& G- /* 打开GPIOF的时钟 */* G: }* |7 T, f* t
- RCC_AHB1PeriphClockCmd(GPIO_RCC_BEEP, ENABLE);1 p8 D- K5 F% ?0 ]4 A( g1 F% h! P, w
4 r! Q" s9 O6 X( ^! Z$ T1 h j- BEEP_DISABLE(); h7 J+ U. D3 M1 [5 A3 v2 H
4 N, T9 k6 f- t- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; /* 设为输出口 */8 Z7 N* X9 u& O7 v6 z: k
- GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; /* 设为推挽模式 */; y0 ?/ P: t4 D: a
- GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; /* 上下拉电阻不使能 */
" @$ G4 C/ q) B0 k/ ^# ? - GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /* IO口最大速度 */+ A7 l2 I0 _9 A$ W9 ?; k
- 2 D: u7 t7 N$ }0 |$ w
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_PIN_BEEP;( k# Z% s( T$ w' Z1 Y0 x
- GPIO_Init(GPIO_PORT_BEEP, &GPIO_InitStructure); r% w6 ?( a z* Q3 f$ ~
- #endif' K8 f/ w% P# W- F& w# u3 \# a
- 7 @. l8 i- ~: W% u* T: j; P i
- g_tBeep.ucMute = 0; /* 关闭静音 */
! a" s) v' @1 u2 h7 W - }
复制代码 7 t. X) Q6 K( w9 l4 R- s
函数描述:
' H. s0 H8 H1 j' u- |* G* q% Y
! Q6 t$ _9 A4 h- p5 G9 U9 W; L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。
' Y! ?$ e6 ]# l7 o* P: Y
2 w) F a0 ]1 z使用举例:, ~- o$ j4 I; I! o
: G& P. q5 p2 L! g$ x/ M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。! R1 S# `# Q- i a
# ^6 h4 B+ w$ A- L2 ^/ d4 L
20.4.4 函数BEEP_Start
& ], w5 Y V8 Q4 S7 n2 @5 Z函数原型:" }/ v1 ]) D* x/ Y0 v: T& \4 K2 C) Z9 r, d
$ ^5 x( ]9 I8 {3 s e a' v' J
- /*: j% y% W% R. I2 W# j
- *********************************************************************************************************! c0 ?- ? q9 A8 k9 ?9 `, i! B
- * 函 数 名: BEEP_Start1 K$ }' R# s# `9 H
- * 功能说明: 启动蜂鸣音。3 m! x2 g1 a: a/ n9 h# L Q
- * 形 参: _usBeepTime : 蜂鸣时间,单位10ms; 0 表示不鸣叫
2 N. L) m8 [ {( `; p `: Y s" _ - * _usStopTime : 停止时间,单位10ms; 0 表示持续鸣叫
r; U4 l$ X6 I5 i - * _usCycle : 鸣叫次数, 0 表示持续鸣叫
) v9 H/ ^ |% m7 t! P - * 返 回 值: 无
5 [ V0 k) _" n5 o( l& P/ p2 R - *********************************************************************************************************
4 {( A+ }! Y( z! ~9 N" G9 A - */, t" S; i6 f* \) I! n& J1 I
- void BEEP_Start(uint16_t _usBeepTime, uint16_t _usStopTime, uint16_t _usCycle)
0 ?- @. k: W% A3 d% ^& ^1 x - {- T4 y0 P. R. i4 o
- if (_usBeepTime == 0 || g_tBeep.ucMute == 1)2 k" ?& E% w- O2 f+ W+ B
- {
0 C- I: Y- p/ {4 J# \ - return;
/ }% ?# ?- s9 A/ j t6 h) K - }% e6 n) P- ~( G$ b3 Y, M
- ) M3 D3 L* `: W1 J
- g_tBeep.usBeepTime = _usBeepTime;
$ ~3 O, A! ~# F; z' ?- a - g_tBeep.usStopTime = _usStopTime;
$ m- X9 Q0 m: n: S6 ? - g_tBeep.usCycle = _usCycle;
1 \9 r3 K3 ^$ m. c, J - g_tBeep.usCount = 0;+ C, k% `0 V- e# d; e
- g_tBeep.usCycleCount = 0;
3 q2 m+ Y5 D* V2 i" { - g_tBeep.ucState = 0;
1 s( F7 T# _% B3 j6 m y - g_tBeep.ucEnalbe = 1; /* 设置完全局参数后再使能发声标志 */2 z5 t( y6 l: ~
- 6 D! e; O& J+ v1 ~& C' `
- BEEP_ENABLE(); /* 开始发声 */- v' C/ T+ ]2 F4 a# Q$ G" z5 v
- }
复制代码 & `6 p& { V6 E6 K8 Q% Z! z
函数描述:
: @; P' F# y+ W/ l- O4 b8 {7 F
0 M. c- B+ W& @# V$ Y, |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。8 Y8 H8 c* J& r* k8 s, ]8 b4 T
# N- W( p; G( Y3 x, ~
函数参数: \( ]' C1 O0 D' {) ~
$ V# k# Q6 |2 N4 E" [1 o8 _- w6 V 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。& o/ u/ h/ R1 A, G# Y
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。
- Z8 I( E, P5 x8 u# q( q! X 第3个参数_ _usCycle用于鸣叫次数,配置为0 表示持续鸣叫。
& e+ M n' l, T# J7 q. J+ B0 R4 z使用举例:
8 v: Y9 b7 v6 u+ X6 p( G$ G9 y
4 D* T, a" `% J6 ~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);2 t3 w4 D8 B, N) `
/ s7 `* O( X5 R- O' s; n& H, |20.4.5 函数BEEP_Pro
& M; \5 S; w: _) M函数原型:6 s" M0 M0 `* o' w
" w0 ~& M6 l7 b. a6 ~, X: g
- /*0 p7 Q5 Y: @9 l8 M G. ^
- *********************************************************************************************************& j" D. T6 D$ p! N- D
- * 函 数 名: BEEP_Pro
6 w- I# i4 ]; E9 R - * 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。+ [! M$ O+ i8 b5 l
- * 形 参: 无
: Z, v7 N' @- q9 ]! ^2 @; ]# Q! }! H h - * 返 回 值: 无0 W5 r/ b8 B/ a$ T& R
- *********************************************************************************************************" `) V, U' {0 f5 t
- */
4 M$ I2 ^* w r - void BEEP_Pro(void)
6 f$ U( a5 F7 Z: F% h; U+ q- }. r# C - {
7 X' O l) a5 X+ u7 V - if ((g_tBeep.ucEnalbe == 0) || (g_tBeep.usStopTime == 0) || (g_tBeep.ucMute == 1))
7 H! N3 D4 n: P' `7 [4 ]6 } - {8 v# d' m- {1 Q% H
- return;: s" \; J7 _7 c7 C+ r& Z
- }3 y+ d6 q; |& O& p o0 h
- ; x; n3 U- I+ P# U9 c. Z% x" m1 o
- if (g_tBeep.ucState == 0)
0 |% X. j9 O: j4 T3 ~8 H% ~ - {
r0 t2 s" c( n& } - if (g_tBeep.usStopTime > 0) /* 间断发声 */
* Z7 x. X4 T6 E1 \- F7 O2 b* j3 ` - {
: B8 k7 P/ c# n% w1 @ - if (++g_tBeep.usCount >= g_tBeep.usBeepTime)
6 F3 l1 n, f8 M+ v7 S- L8 l& ~ - {: i$ m \8 d( p C) \
- BEEP_DISABLE(); /* 停止发声 */- l+ D$ @( h _5 b4 R4 f
- g_tBeep.usCount = 0;
& E; i. [* C- `: ^ - g_tBeep.ucState = 1;
- L' Z+ m3 p6 Q# p, U0 \3 N - }, i3 w3 d2 C2 m2 F' W. |' _5 E
- }
3 k- {( h# i: H - else
" O2 ~- s0 `/ f& j4 v$ e - {
3 p; G0 i+ Q, u$ ~- d; S - ; /* 不做任何处理,连续发声 */
) Y" v0 y$ r+ R4 _+ K+ u. ` - }/ |) J7 u$ y8 z, H8 R
- }6 I) I! D; f. M9 q% r! V! i# P2 q
- else if (g_tBeep.ucState == 1)1 |: w0 L+ {. O8 y" T
- {$ g# s' ~ e% i. G3 l6 n
- if (++g_tBeep.usCount >= g_tBeep.usStopTime)
" g( q# p3 A! [' V - {
9 z$ o' N( S+ z - /* 连续发声时,直到调用stop停止为止 */7 s* q6 C: y4 }3 s' H1 i4 ~
- if (g_tBeep.usCycle > 0)
, s0 l, V& q1 x; E' W4 ^ - {8 U: E; u" v s% X
- if (++g_tBeep.usCycleCount >= g_tBeep.usCycle)
% K6 V3 w) f8 J. @$ k - {
% [# g$ ?0 h' D$ S - /* 循环次数到,停止发声 */2 W4 r3 R- ?, Y3 x1 Y7 ^; q
- g_tBeep.ucEnalbe = 0;' @6 Z- |! m8 a5 @7 `) ^, O, O
- }4 n1 [7 b) `6 p& G" \) _: P
+ x! A) K2 H" I- if (g_tBeep.ucEnalbe == 0)8 S2 j/ _7 Z$ j3 [7 B' B% L5 g$ ~3 \
- {
. i# W4 q5 f( S: r2 b - g_tBeep.usStopTime = 0;
; S/ ~3 l7 t' u* A' W9 ^/ P; |: p - return;) v6 w: G( O# E
- }
$ E' V7 h, z8 u - }! C: ]3 _1 ^7 ~2 I
I1 j% w6 e/ @- g_tBeep.usCount = 0;# F" K @6 R* ^+ I* X
- g_tBeep.ucState = 0;& W0 D# C* j, W" G) K
5 N- M) \, Y/ H* |8 C" @! @- BEEP_ENABLE(); /* 开始发声 */
: h2 }- ~2 w' O7 D6 b - }6 Y2 F% ~, m, J
- }: _# |% b! \2 J7 v7 {8 l5 U
- }
复制代码 8 }/ t, ~2 f2 y" s8 S3 L8 r
函数描述:; \( m3 x) L+ t; x+ g8 H
0 v0 l. S! S F) t/ C- m& G* z
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。
. p4 n% E% d4 V! Z$ e; J
, R6 Q1 G1 g# u! w/ T+ R( Y使用举例:# C( z8 w+ M( @
8 ^0 }. v. s) e
调用此函数前,务必优先调用函数BEEP_InitHard进行初始化。/ s' Q4 q" Y3 B0 B' S1 F
T( q& b# Q+ a6 U! R另外,此函数需要周期性调用,每10ms调用一次。8 Q! o; F% Y. L3 D. U; ?
' B; h$ n* w' p3 f( {9 B6 I1 z+ l/ F 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。4 L& b6 l8 y% }( k& r+ j
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。
* \" r0 |& X1 U5 |+ Z" B9 G+ u" Q2 Z
20.5 蜂鸣器驱动移植和使用' h) K3 j3 w) r0 s9 j1 g1 H( _$ m
按键移植步骤如下:
% E0 ?1 r' p9 A/ F# |+ n) B$ p0 B
* R% b! u. H1 Q9 W. y1 E% M( p 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。
' `, o4 ?$ w) J- v4 C! Y
9 F% x* j5 X& O5 w" |' z 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. R7 p. M4 `$ W0 t/ w. b
/ _, B' W* x; l4 P1 w
- #ifdef BEEP_HAVE_POWER /* 有源蜂鸣器 */# X$ L% q5 X5 q0 V' s
- 3 l6 p7 S w3 a/ J5 B, c/ L, a, F
- /* PA8 */
7 Y: }7 b j3 [5 p; G( z - #define GPIO_RCC_BEEP RCC_AHB1Periph_GPIOA
3 S1 R9 F4 m6 d: U. A - #define GPIO_PORT_BEEP GPIOA
. j# Q7 ?5 d1 e3 N - #define GPIO_PIN_BEEP GPIO_PIN_85 H5 |2 n% o) Q! B+ v( w0 y9 M1 u, k1 x
; w& s& P" [5 D1 D- #define BEEP_ENABLE() GPIO_PORT_BEEP->BSRRL = GPIO_PIN_BEEP /* 使能蜂鸣器鸣叫 */4 R) v+ i0 a! y$ x
- #define BEEP_DISABLE() GPIO_PORT_BEEP->BSRRH = GPIO_PIN_BEEP /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */4 q* Y) [5 E8 Q; H# X, G+ }6 ]
- #else /* 无源蜂鸣器 */5 W# o8 v# R% t2 b
- /* PA0 ---> TIM5_CH1 */
: v- [4 n1 `5 w( h/ ]3 w- T
. M8 d. e2 z' x9 X( K2 f- /* 1500表示频率1.5KHz,5000表示50.00%的占空比 */
; C/ v( d# P! \3 C - #define BEEP_ENABLE() bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_PIN_0, TIM5, 1, 1500, 5000);5 x! q- L; j- U& @/ `$ F. }0 n7 b
- 9 N$ Q+ L. A- e `/ b3 t
- /* 禁止蜂鸣器鸣叫 */
. Q1 x8 R- C0 P2 o2 C - #define BEEP_DISABLE() bsp_SetTIMOutPWM(GPIOA, GPIO_PIN_0, TIM5, 1, 1500, 0);8 v* @! ]3 t% x" e% A6 w; P( D
- #endif
复制代码
. O" R6 }$ y# i* t2 O 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。& j1 V0 j: I0 c% F* }
# \$ x; B% W- D, T5 r$ l* k U
第4步,应用方法看本章节配套例子即可。- ]9 E/ k8 i2 R9 m& n. F6 ]; B8 [
& V6 z+ H; R! I) V: C特别注意,别忘了每10ms调用一次按键检测函数BEEP_Pro()。5 N' y% t! w( G" E) F& G
# I& ]5 W# {* L5 d2 Q) o/ f20.6 实验例程设计框架
5 ?3 a# V" V2 f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:
2 K& C; J" K! X2 a1 R# u+ V: U
+ ~: E6 F9 E; ?$ q
' y& \# ?' `, I9 K. m. W" y+ V _& p. f1 z: z0 v
1、 第1阶段,上电启动阶段:
2 i" Y8 `) L# U) f; X
4 n ]8 r& S6 E: t这部分在第14章进行了详细说明。, S0 `* t Z; [! M
: o, h& A) m- q6 k1 o
2、 第2阶段,进入main函数:
" k; G6 l* Q$ _/ }9 F1 h$ S6 D3 ^1 r: F& q: Q9 M) y
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。
5 g) W8 O# a! n2 V 第2部分,应用程序设计部分,实现了一个蜂鸣器应用。7 t+ ]3 A3 t7 V' j6 G" `$ X) w
第3部分,蜂鸣器程序每10ms在滴答定时中断执行一次。2 K' [/ p" a) d; W1 T, w
7 ?% w# _7 V$ y& I0 G; m; p! T1 P$ j* Y20.7 实验例程说明(MDK)/ U8 Y- T: [ `9 O" J
配套例子:
+ \. R9 [$ u8 c, b9 c
) i7 M C2 ^# s: `7 n/ Y$ ?, p* d( vV7-003_无源蜂鸣器
; H0 v' q7 c s( s* O' o f8 R7 n% [) y
实验目的:
+ ~" F3 E+ u6 j; e" N1 W7 y2 X* M& b$ n
学习无源蜂鸣器的控制实现。/ o b# V- R3 Z6 F) X7 h9 t
/ B3 {7 p8 N/ X; m实验内容:
- s( k) p$ w+ S! a) t+ ^0 d6 r, Q; M8 ^$ [0 P( ?
启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。$ Q2 ^' L$ K$ P2 G0 D" v3 q, u
: F: h( j! [2 Z, R. L) }& f实验操作:
9 i3 D: r7 m6 E! ?8 w! g4 u+ _1 k+ \1 [ ^0 V
K1键按下,按键提示音(固定频率1.5KHz)。
\( D- G7 O, M8 k4 [/ ]- QK2键按下,急促鸣叫10次。) ^8 Z; k q! m* v+ g. M( _; A2 \
K3键按下,长鸣3次。3 {9 O2 A2 S) Z% }
上电后串口打印的信息:
# }, ]) ~& v. r0 c- M4 e5 r
6 U5 E% i+ ~3 f6 X波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1( _, ~: f, Q' |" R
+ z- B8 H+ n7 n5 D8 I# D- `5 c
. s; _/ _) Y# o2 l* c+ T
9 t9 \8 k6 `2 m9 X' y# f- ?. `程序设计:: \) T6 R: q0 Y+ G/ ]7 q g# L( B
* ]* r1 U2 H( b) M) L/ o- L& | 系统栈大小分配:
8 B2 S$ S$ R0 b6 F6 E" z6 U T6 u
+ [0 K6 E1 A4 p4 B1 N0 H3 s Q6 r; W7 R( _7 X
4 T( L: q2 |2 |- l. Y! l
RAM空间用的DTCM:! m' p- [& {$ t2 y
9 y$ E, W3 E% i9 H; Z
6 W/ I' v; \* z( I! Y6 B
* Y" I( G/ x9 I$ } A$ U( b* ~! t' V
硬件外设初始化
3 f! [, [3 ^+ S) r5 t6 p4 |. Q
" R2 \# Y* S. k硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:6 n" s) k7 n& t8 I& i: ~" X
: ?# m- ^$ L* Y; F
- /*; V1 x( e* j& k
- *********************************************************************************************************. m; O/ y6 |% \/ b* ~
- * 函 数 名: bsp_Init
, s1 f A. }1 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8 p) o r" x1 M6 [' m6 ]
- * 形 参:无1 E- k& r4 S0 {) T' R3 u
- * 返 回 值: 无
\" y4 d+ T4 O- N- j' ? - *********************************************************************************************************" F2 ?7 ]3 [ g7 `5 l d; @% e" U/ p* P
- */
! i6 W: @3 e5 L: N5 G% B - void bsp_Init(void)
0 Q x& M, m# P, p! d/ c - {5 n% e) C$ i% L
- /* 配置MPU */
' G9 y9 x) r1 X* u: X+ z+ \ - MPU_Config();( U: t4 @4 E% \" r; Z; F
- % y4 p) `: d2 q& `1 |
- /* 使能L1 Cache */
2 Y# u. Q/ A! y% S5 Q% v - CPU_CACHE_Enable();+ w: c8 w" _" ~6 W6 i6 F
/ e$ W3 O) o- M0 b. Y- /*
% c. Y, x: U3 h+ y: i1 s - STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:
* J! O: L( D$ {; B0 q& l* M/ `* G1 D4 C - - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。( g- d! O, {% D( i+ d: g5 O6 P
- - 设置NVIV优先级分组为4。
- h) F: `4 d/ Z: a5 F - */! l c6 l- S: |: Y) W2 I
- HAL_Init();; [3 L7 J; G! f. d7 u& s) N
4 B7 h% P" p3 H2 V# d- /* " l" y( e9 i! [+ `1 v" p# E# I
- 配置系统时钟到400MHz- }/ m, g* |0 ~
- - 切换使用HSE。+ `/ H, `& I8 @! [
- - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
6 v/ h3 _7 |; ~% _0 E( Q - */7 I: ?" K2 V& R" _ k$ \
- SystemClock_Config();
9 e; J( _8 ?4 f9 U- N8 X. S - / U4 }) }- n& U& N4 z7 X
- /*
( y9 b+ Z2 l2 I+ s$ X- e; F - Event Recorder:
* X' ?: [; ?# e( o - - 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。
8 X6 T' T1 |' o# {1 ~1 W - - 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$ S* q8 }6 H6 j7 U( ~
- */ 7 |' L& R% C4 o [* N, Z
- #if Enable_EventRecorder == 1 / M& p+ T* Y2 E
- /* 初始化EventRecorder并开启 */
( t# n2 q! d) ~+ K, r - EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);; z. f- l4 S9 H8 ~1 C. a& ^2 n
- EventRecorderStart();: l7 I Q% d M4 x( y. `. \8 V5 m
- #endif
) j6 D7 c4 c5 r% G# E9 o$ u$ d - ) P0 _+ F6 i. [+ l( l4 q5 S8 U
- 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 */ h# n; f3 b$ C) T6 Z
- bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
3 e8 D) M" ~6 O8 C - bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
6 p3 X! v" Z# q( U! R8 C - bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
# }& e' d5 U3 C, m- X - bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
" [( |$ ^4 Q9 Z2 L, M - BEEP_InitHard(); /* 初始化蜂鸣器 */9 a6 ^* x6 R: ]3 ]
- }
复制代码
" k6 v* P$ S8 ?' @$ \! {8 O* ~" _ MPU配置和Cache配置:
$ y. H+ k0 K: q# t$ K, x. _0 c2 J
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。' v* I; \: m. n# i( I9 D
' ~- D4 H# ?5 Q' D U7 o# m- /*
3 K3 A( B9 S1 H0 | - *********************************************************************************************************
8 V m9 K1 j" K0 w9 G( S - * 函 数 名: MPU_Config" j" a! w$ P+ f3 s
- * 功能说明: 配置MPU
" d; h" P% n+ Y* @$ U, O6 V8 g - * 形 参: 无; Q2 R1 p9 E* c. I: W5 _
- * 返 回 值: 无6 u* U, z5 H& @0 M+ A8 C
- *********************************************************************************************************7 O8 ^8 B4 S& P9 u& s$ J3 T8 n
- */6 G4 s& p5 u/ i( l! r, x* t
- static void MPU_Config( void )
2 V( Q2 Y' u5 ?7 N" ~: `$ o - {, K6 o% {: F* F
- MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
# L9 N5 m3 Z- `' r! E6 z - - p1 V/ o; r$ K- R, s, `
- /* 禁止 MPU */ ]# C+ I" p5 |
- HAL_MPU_Disable();( P8 h, b& k" }( g, m' n' p
- 0 F, R* B# W, Z/ i' I
- /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */) ]( u* Z0 N( I% g3 ]. j8 H5 k
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
0 j' Y' w0 p7 I! b: O! ^ - MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;" L: S6 w0 L! m0 P0 \+ f- b
- MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;
8 j. ]# K7 d! k# C - MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;& |" _' {+ h; y5 J
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
: I% u3 Q- [6 y$ K+ D: q - MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
+ [. A3 x& {- L2 d - MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;' \8 M b, E( X# c4 x4 U' g. S
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;+ o! y& q0 D+ B2 H& P
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;
: v6 R2 z: T. c0 h3 h7 [ - MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
4 I+ S8 _" g$ L( c1 P* L6 H - MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;* l" N- A6 Y/ R5 }$ T
- . R) f$ d! U& O; L" w3 G8 ~& z; X
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
3 ^( C& G" J1 H+ l5 i9 t2 _- Z -
' [4 {8 t" u9 u& h: Y4 W/ o - , E3 ^% D3 h7 A* _0 n) I0 A+ X
- /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */, `6 ^, f- E9 \8 k" [1 F$ p
- MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
$ H! |+ u' N0 d, y - MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;7 G$ b6 X p: i; ^ [# x* W
- MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;
8 g1 Y) F! F! U) J - MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;' z" `- j7 i7 }! Y
- MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; A* I4 `" j( c! w2 @: g8 G! X( K6 F
- MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
0 ]% c) b3 c5 a% s- f# Q - MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;4 j. Q* l' p. L3 f' f0 Y
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
! u- H7 [6 D% { - MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;) S' S1 d5 P% G. n+ E
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
3 G( Z& T! f. c" E - MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
6 n6 |8 a+ X0 F2 g7 [" s -
/ h/ I3 b& A6 \) g# Y - HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);1 P5 d! e5 d( v1 _/ u% ?
: |9 R) x+ v( l! h/ D- /*使能 MPU */9 F( T3 z' o) k5 S; w8 O8 k
- HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);( |) d# v- B$ O; C8 L) a- J* I
- }/ e! F6 q; I7 @ f
- ) F1 N0 g- y2 o. b
- /*1 W: N- l0 N7 u- f. Q5 x
- *********************************************************************************************************
4 g) ]2 G$ E1 a z' I- Z+ C5 m - * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable$ F; l- c% X/ e# c
- * 功能说明: 使能L1 Cache
* E7 a0 ?( X+ k$ m - * 形 参: 无2 a3 M! t+ O5 D% |3 `0 C5 i
- * 返 回 值: 无
& U; m3 B8 A ]5 O - *********************************************************************************************************( i' r5 c; i" u4 l" {$ y
- */
& v& F& p: g2 W0 R" n0 U - static void CPU_CACHE_Enable(void)$ S) a$ a+ \- l0 Z3 @% \
- {( n% s' F U& g- y+ G% ^
- /* 使能 I-Cache */: _7 A: D6 |% D2 h
- SCB_EnableICache();( G9 X' ^. k2 W, I7 k( a; y
{. i7 A' d: Q6 Y: u- /* 使能 D-Cache */% F* Z) a7 u* n/ x, k
- SCB_EnableDCache();
5 M8 F4 Q; B! A. \- o - }
复制代码 2 p# w$ O4 p3 d5 F+ L+ Q
每10ms调用一次蜂鸣器处理:
& |+ J7 S, g4 x) q! Y0 }. V. \+ J
$ F4 D7 p- g( B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。
+ F$ ~# o, \" X# S: b, o% K6 b$ B" \7 L( g9 J0 V7 k* z/ e
- /*3 o9 |; {7 d. r/ ?- z
- *********************************************************************************************************
/ M' S; w5 m; \4 J* }; b - * 函 数 名: bsp_RunPer10ms
/ K9 _( S+ q9 x8 _, E- a0 |9 [( d - * 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
0 M9 @$ N8 E6 O, E5 R( k6 b - * 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。2 ?& Z3 H4 ~# c4 |" J+ O
- * 形 参: 无- Y, }. E# m7 _3 `1 }
- * 返 回 值: 无6 F, P c: W- b" p
- *********************************************************************************************************& d/ p B7 l, N! j3 ~: K
- */
; C5 i& U$ Z7 U* ?( I9 [7 V. L - void bsp_RunPer10ms(void)
0 y7 |( D: U# A. N$ w' E( K - {4 r6 [, ~5 T$ A/ L) H8 W
- bsp_KeyScan10ms();$ {9 M; G0 |; @
- BEEP_Pro();' m U ~) @: y" A) W# |2 n: \; d# E
- }
复制代码
- V9 A" d7 }6 ? o3 y 主功能:
2 ?- k$ X- h2 i, J
! t+ B! Z) ], F0 P* b+ {7 [, f主功能的实现主要分为两部分:8 ?( B) ]) N% V+ p3 M
2 Z5 {' A% e. y" |; O# w 启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
2 _* N3 X1 \9 y t; d 通过按键做蜂鸣器演示。. @1 [2 ]$ ?5 ?
- /*
* e/ j0 C6 ?& r; C - *********************************************************************************************************( c* ]- ~7 L( j0 Q
- * 函 数 名: main
( r9 M6 f" P# T$ g; z - * 功能说明: c程序入口) u, {* N4 m3 a0 B0 n
- * 形 参: 无
$ i, C1 A d/ h h- ~8 v6 K - * 返 回 值: 错误代码(无需处理)
: L M/ J+ j+ H A" e - *********************************************************************************************************
" O" ~; l1 U. U7 k. r" p$ v - */, O1 _: o" ?9 W$ _8 y3 Y0 t% ]
- int main(void)& o$ q) O/ i4 z. J
- {& l7 M$ P+ R- J1 i2 b6 m& w
- uint8_t ucKeyCode; & E5 [# B. N+ h
- uint32_t freq = 1500;
* j. L4 m: ^- S/ B
! d7 R3 W. P3 K; f0 F2 ]1 p. G$ |- bsp_Init(); /* 硬件初始化 */$ t( `( A# Q% T/ c3 l6 s+ W
-
+ x; H% g. x( _" C2 h3 Z! p7 |" t - PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */) `0 e0 N( X W, L- k* r7 I5 y
- PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */2 \" ]. A7 I# Z7 T- J* k: v
' v2 g- ]- q/ I* Y; z$ r- bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
3 {0 Z- P* M% X' t -
- I3 A; F/ Z7 A+ H. v D - printf("蜂鸣器频率 = %dHz\r\n", freq);2 ?& o4 x) u! \5 Z. G2 ]
-
* b( p5 l+ g- ~ s, e - /* 主程序大循环 */# i3 G$ e# q; H1 P& L6 }+ ?
- while (1)
: E% T8 K: g3 U( O) A6 T2 q - {0 P$ k: w3 Q% z; b) L
- bsp_Idle(); /* CPU空闲时执行的函数,在 bsp.c */. M+ U! A3 M9 X7 A: f/ R8 p
-
0 q l; ~0 o+ k- v3 M. J - /* 判断定时器超时时间 */
( V% p1 |' H) G i - if (bsp_CheckTimer(0)) + @; t# V8 ^; _8 N, x4 ^! t
- {
+ N0 J X4 ^4 Y* |, U - /* 每隔100ms 进来一次 */ : W# v% V/ B4 ]0 M9 l% [& Y
- bsp_LedToggle(2); 5 M* S3 ]+ L' D4 q( G
- }! W9 x+ o" x9 `8 i8 H) S
- x+ g: E; a" x% S: Q) D! J
- /* 处理按键事件 */
3 ?' [& v' g, V1 T- e5 @/ n$ F) { - ucKeyCode = bsp_GetKey();4 w! G M5 v9 t/ `8 c
- if (ucKeyCode > 0). h& ~* i4 X) Z, Q, g
- {
! ~: `/ k; }" Y% G. A" P( L - /* 有键按下 */5 U$ Y1 ^$ ?5 Y0 G' g) Q' l( f
- switch (ucKeyCode)
0 o& B3 c9 T9 R- Y - { G0 w# D9 @: C
- case KEY_DOWN_K1: /* K1按键按下,提示音 */' ~1 d& p% H! y: O& {( D" n( ]
- BEEP_KeyTone();
3 p; [% w! }. Q: N) y - printf("1按键按下,提示音(固定频率1.5KHz)\r\n");
, [1 H% ]# g1 C4 i - break; , W+ x: i9 W5 x& C% j
-
6 {( ?7 n7 [- T; y- w' I* B. p - case KEY_DOWN_K2: /* K2按键按下,急促鸣叫10次*/7 P7 R: Z& n3 Y3 q: v
- BEEP_Start(5, 5, 10); /* 鸣叫50ms,停止50ms,10次*/
6 e0 L% _ P1 L2 ^8 I - printf("K2按键按下,急促鸣叫10次\r\n"); 1 W/ |% ~6 `( o( n' D8 ]; E7 W
- break;
# `# p3 J& w" K; c - 8 a3 \7 c6 }6 p6 G" j
- case KEY_DOWN_K3: /* K3按键按下,长鸣3次*/) s$ m3 a, S6 D+ c3 }+ A" s
- BEEP_Start(50, 50, 3); /* 鸣叫500ms,停止500ms,3次*/
$ Q) i" O8 c4 | d2 t, H - printf("K3按键按下,长鸣3次\r\n");
; V3 y+ [) j0 e4 ~ M - break; - W2 r; B0 R. J8 x$ Z) X
- 6 P# L$ G! n0 ?' r7 I) L( V
- default:
3 d! Q8 Z9 q8 ~8 F ?% F+ x - break;
) N$ C* S. H. f - }" O: \8 K) Z5 Q
- }, A! w' a u& o' L. n$ S, E, ~4 }- t
- }" k, q% ], ~' I
- }
复制代码
8 R) f: E. y4 ?! H7 V! k20.8 实验例程说明(IAR)4 [3 j0 c, Z. u( P( t4 z
配套例子:
( A y3 r% K. z7 k |" `% n& }- F, O7 W8 z W
V7-003_无源蜂鸣器- E( Z* F# d7 M @
( W, b; u2 s% d; k- |
实验目的:
, o8 u; b3 [4 V7 }% \' i) ?
4 r& R- ~; h3 r! i学习无源蜂鸣器的控制实现。
# g0 M5 `9 s; u. [; v( e) J( T; w# y- P! ^9 q3 J1 _$ _6 A4 W
实验内容:( O6 V7 ~& e/ S+ ^$ k
; H/ P$ w- d% w7 r启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。: K: y: y8 ]7 `, b
" B% n, j$ {! Q, R实验操作:& s6 | X/ P! p/ R& K
4 j! t% _3 K4 h- |* s/ zK1键按下,按键提示音(固定频率1.5KHz)。+ L* ~% {; T7 H$ y! x }, ?
K2键按下,急促鸣叫10次。$ u" Y% i# C G
K3键按下,长鸣3次。% r8 q8 R% k v9 O1 Q9 Y& n
上电后串口打印的信息:
+ q; ~" h" }% f- L$ D- P4 l
$ r: O) C7 _: T |; G5 X; R s波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1
+ }; Y1 h+ U' Z6 x3 W1 }6 B l
4 F' K. ?! z/ a6 D. o. c
3 u8 D7 t+ m/ z8 q1 ]( U$ h' Q1 x2 p9 t) M/ o; Q7 O5 k3 t
程序设计:" V O( B# Z, k+ M$ \
; f, K) {; t/ a/ H; [. ? }1 P
系统栈大小分配:
/ Q& n. Q. |# B1 }' U- v2 @
9 o' [" Z% p* b0 H2 |2 w) P P/ X( K# @) n7 r
$ S9 @4 o- K' O5 Q1 O# `: X
RAM空间用的DTCM:
; m9 |$ p" c# N- n2 z
9 o+ i" _* ^8 ?/ Y* L7 B* E' G" m3 U0 z9 L
4 q1 S( r1 x+ ` [7 z1 @* ]" H 硬件外设初始化, E2 Z% l: F+ j- A5 G/ a9 o3 N: ~
, b/ m9 ?% R7 J6 o6 e0 W0 x+ `; l1 i7 R
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
" K* y6 a, W5 T. |# w! i3 @- p* ~7 `. K, ?9 V: s
- /*
/ q$ G- s/ T0 t( d9 e( T - *********************************************************************************************************
7 V n: n# @. i* |6 v% `2 _+ y - * 函 数 名: bsp_Init7 L7 a6 [4 Z9 F2 ]4 H
- * 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
. e S2 v8 v" z' t! m - * 形 参:无
/ o# ^! ]/ r$ W) p& j. |2 K8 v7 { - * 返 回 值: 无
$ q- \+ n( y& W. Z! g - *********************************************************************************************************6 ~1 H4 p0 N( `$ r0 n4 A% W" ]
- */# r( _5 F! O9 K
- void bsp_Init(void) W% F1 Z- }% H0 M+ f7 N- W
- {, J+ ]8 G7 E n6 w$ p( q" Y
- /* 配置MPU */
7 Z( X& O. f1 t( F0 O# y8 b) c - MPU_Config();- W% _) c# o0 M* t; L
-
9 D! s3 s$ e) L: E! {2 Y+ {) f - /* 使能L1 Cache */
6 [% w0 u# }$ Z/ r& W" G - CPU_CACHE_Enable();& f/ I6 U' j6 y2 ]' j! Z X/ ~7 Z0 Q1 G
- 9 i( e( d/ a; }/ T, b0 {
- /* 7 e7 q) H' g, x+ a1 c2 s
- STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:
' W9 Q/ B; G5 V, j - - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。4 E6 C' n+ g/ T
- - 设置NVIV优先级分组为4。+ I' I7 \, d0 k& w
- */% n6 m& E0 H; y- }7 A- N( L/ p
- HAL_Init();9 X$ @ y; C0 i' ?7 _2 V; t
- ) c) P# H% ?( f6 ]6 T! {
- /*
* \: S# B- z$ R+ f$ Z - 配置系统时钟到400MHz, C5 @# }) N# [9 c8 D7 P, M, g! O
- - 切换使用HSE。6 _9 |, x4 E% O) B# o1 `8 B
- - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
+ q8 V: }) C8 a' J" A5 d - */
6 p1 E& F- ] ] Z' ] D* V+ O - SystemClock_Config();" m$ Y6 k9 O* Q
" E6 E7 n' v: l& y1 O6 B- /*
# N: f* M" l, t9 h - Event Recorder:
- Z+ @; V5 X: ?& m - - 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。7 p' T4 N6 z L0 K
- - 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
! P( h! i) E2 Q0 I# } - */
! N% N$ O# M/ U' n$ v5 P - #if Enable_EventRecorder == 1 " I9 \% Q; `2 X0 n# {& C
- /* 初始化EventRecorder并开启 */
$ k- [6 ^3 m5 a5 j" \$ H; G/ @ - EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
; a( V* m" @7 [: K - EventRecorderStart();
0 ~' O( n" l% B7 g6 e9 U - #endif
1 Z/ n8 o3 v- [+ U4 n - * u& P8 X0 Z2 @" D( }
- 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 */
& F3 Y& }% Z% r* k' ], i - bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
. N( O+ t# g+ I# D: J! ] - bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
! G9 q) l3 Q' h1 t. P7 I - bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
3 ~, m, a4 v& J - bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ ; g. l# r8 p4 K2 q* H# J3 \
- BEEP_InitHard(); /* 初始化蜂鸣器 */0 y# S7 ^4 n! `% L7 i
- }
复制代码
/ Z R1 Y9 z1 c0 f$ M% J% t MPU配置和Cache配置:8 f8 |- f$ f. L3 b6 F
& U8 W4 E6 x. Q/ S E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。; S& p9 z1 i+ r3 g, N6 I( c: N
# j; J n" T7 \' N& b7 f2 G1 @
- /*0 K4 l" P+ v3 l' n- a# x/ B
- *********************************************************************************************************
; r: e3 a$ Q$ s - * 函 数 名: MPU_Config
2 u& E% h8 f s, _' Z" v& l1 C. @ - * 功能说明: 配置MPU
# g4 H) X, p& O% ?- f: X9 m# n - * 形 参: 无: }$ X- j5 V3 D# d4 [6 Q i1 n
- * 返 回 值: 无; T5 ~& U | |& Q' t
- *********************************************************************************************************1 K3 n5 R( ~& _' ~* T+ w
- */
+ w, x; L7 p: w7 p - static void MPU_Config( void ) I0 w% X, p' M8 g" T3 O+ u
- {& \: s: ^9 U) `; |7 X% e
- MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;2 p- @# }- k: o) i0 i+ P- ~
1 A$ w3 X9 v+ _2 _: d! M4 n! d- /* 禁止 MPU */
+ H4 S+ t, M- L. ^; p - HAL_MPU_Disable();! ]6 C% ?$ }! u: Q$ Z0 x) b& w) O
, ^( y) a' `( a6 s8 g0 ?- /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */
1 l/ Q$ y" @/ _5 F5 w! S - MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;9 [, R) ~% C" Y K- g: n# m0 Q
- MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000;
- D3 V$ p$ w% |( @1 R - MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB;- k$ b, c9 a+ i: S' Y v
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
' D1 s( }3 v% h9 i) n1 L - MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
* [( @. G7 G; A/ S- M - MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE;- K+ q; U: q' }1 ?* A
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;; S* h4 R+ H5 n6 S" J4 n6 t
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0;1 W9 h% h3 U) l6 `
- MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1;# H" ~6 ?, }9 v0 @# }' z
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;' [" C0 E8 J2 `7 J
- MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
5 }' A/ w) c4 d1 s) }% U0 s - 5 U4 c. T; g; G8 M( q7 i
- HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
# h6 S' e* T8 M$ H, y -
1 J3 o; V* p+ g0 l9 w -
+ @. Q. o. b: a% X - /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
! ]/ d4 }$ m5 R, V3 I: m6 ~. w - MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE;
+ D3 O) D' E, _' h- m- j- s$ l( s: ? - MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000;8 S+ p* X6 r1 ^0 t7 \& F
- MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; 2 x. c* i1 K, y' h
- MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
8 z7 q6 Z) O" O* ? - MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
6 p' T/ Y9 O0 R9 h* t - MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; , H2 }( B$ i; C* n
- MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;1 x3 d' t) Q& e! g, M( a! `
- MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1;
" e% T( J% ]- @& `7 v; n) L+ ~8 \7 [ - MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0;/ x! C( f+ a! o# r
- MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
7 ?- k: u" O, U& g! B& R - MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
5 K: I6 c2 _7 K8 g1 c( w t# Q5 [ -
4 w' l. d& K( C0 t6 V- v - HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);$ P+ v- ?! k% _& @1 s8 y
% S- u* P; C& f7 u2 \1 B- /*使能 MPU */
9 @- O0 t7 a* U4 C/ B, Y - HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
! H8 x: a- G* A& r - }. b, u' h8 _" |6 C5 _
- : v3 j2 h; Q) Q0 s* K
- /*
+ P* I' g; A1 X% B k1 f3 n* Z - *********************************************************************************************************
9 ~5 a/ ~6 N3 z' F# N - * 函 数 名: CPU_CACHE_Enable' n# S3 c Z5 C* p8 l
- * 功能说明: 使能L1 Cache5 c+ p4 k7 Q$ S$ w8 u) w0 A
- * 形 参: 无. B2 d, V4 [* e! M1 ? n$ d, g
- * 返 回 值: 无: {: w6 f5 v1 d4 s
- *********************************************************************************************************$ T( D! |, j. ~, K/ o; X. E
- */+ w9 z7 w6 o4 {! E
- static void CPU_CACHE_Enable(void)
; k8 X) {/ V. Z! n+ ]6 b1 D4 E - {! Q" P# C8 c8 X) ~7 w* Z9 C
- /* 使能 I-Cache */' C! Q- o# n/ m1 g
- SCB_EnableICache();/ a) f+ \0 L3 P r* B
3 M( E- ?! \) [& |- /* 使能 D-Cache */
8 f+ Y% x" _0 i1 P2 [- L - SCB_EnableDCache();
8 l; e1 x: g2 {) g2 n2 c! \4 U - }
复制代码
; {/ G* c. d9 ]3 e. P6 V" z: k/ s 每10ms调用一次蜂鸣器处理:
# I5 O: @+ v, ]# ]* ~
5 K7 V6 J$ d; r; E9 g8 U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。
6 S. k" p* S5 k% W
! l+ I+ ?3 ^! F7 O& t- /*' P$ |+ W# Q) J# U& k5 {
- *********************************************************************************************************
' h" m( x- _, L$ ^+ Q; A. L0 H - * 函 数 名: bsp_RunPer10ms; y/ r: e9 A w/ {5 z/ A5 y; o2 A
- * 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4 h9 V$ j9 t8 F
- * 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。
7 S4 c/ x* B5 k; v ?. Q" c - * 形 参: 无/ r6 \% p. L1 T" X% T4 U
- * 返 回 值: 无
( v9 M( A+ `3 K/ E - *********************************************************************************************************: v- o4 \0 G e4 p- c
- *// ~6 B$ ]8 l0 F5 X6 w; R1 L4 ]
- void bsp_RunPer10ms(void)5 A, E/ R4 s3 v# F7 a, Z
- {' H8 p# d7 e. T. a
- bsp_KeyScan10ms();
, v6 |/ r; y; [) \) k - BEEP_Pro();
: z6 {3 T; b; B5 i* k0 ` - }
复制代码
( Z9 M0 x& B- E5 Z9 [ 主功能:
$ \! w/ o8 J; R# O! p2 U8 E. O% T4 t# r5 N3 ?
主功能的实现主要分为两部分:
5 l2 l& [, i9 g" ?+ G4 f/ w; u7 j" Y9 [; d; R) T' q. ?$ D# N; h
启动一个自动重装软件定时器,每100ms翻转一次LED2。
; q, D3 C5 L/ m8 _2 B* J: B. c 通过按键做蜂鸣器演示。4 D& F. K3 B; Y8 M8 {
- /*
( Q# Q& j! `. T- [: P - *********************************************************************************************************
$ o8 o" `% g C7 ] - * 函 数 名: main
* Y* o/ A: _* v* F% @ - * 功能说明: c程序入口* i& s) B. W" e k' o4 h( N
- * 形 参: 无
' b/ y* B: D* I) ]6 \ - * 返 回 值: 错误代码(无需处理)3 C+ t) @/ L! h& t" |8 \
- *********************************************************************************************************
! ^* S3 s7 W, l$ V) S7 D* P4 ~ - */
7 V6 B$ b4 s! J5 s2 P: F6 | - int main(void)
, ]" Q" m1 C: y" f# T - {
" v A4 T7 z9 z( | - uint8_t ucKeyCode;
( _4 L: [, p% k2 Y2 B6 m - uint32_t freq = 1500;
5 }9 N0 D" S! X - |8 e; c, j4 w4 W7 m5 ~- y$ O$ x7 j
- bsp_Init(); /* 硬件初始化 */$ `) H8 C: W- y; c& ?
- u. {+ T! H1 W; X
- PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
0 M) _" j! ~: y3 R - PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */7 t/ F7 ~3 ~9 {" \8 i
- 7 `& |! `) W M# y
- bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
9 q& Y6 ?, m9 p$ @ -
. Z% }/ B$ L- w- n- z - printf("蜂鸣器频率 = %dHz\r\n", freq);
$ `+ s* b; L9 y, ^% Q- e -
5 z8 y6 w2 c" N - /* 主程序大循环 */" ?8 g% D6 z- O# t
- while (1)+ F ~+ g% k$ k2 o4 K$ z/ K0 `3 H
- {5 r# E& f3 D: P- r# S S
- bsp_Idle(); /* CPU空闲时执行的函数,在 bsp.c */
& W+ v" a) \# z Y/ x -
: M* U" l; B5 c& @( Z! R, z - /* 判断定时器超时时间 */4 [4 U6 h* g8 a, [
- if (bsp_CheckTimer(0)) 8 X0 U2 Z6 j+ }. r
- {$ u7 [0 o' \6 q* w8 g* U
- /* 每隔100ms 进来一次 */ , @4 g9 W* q$ y* T% c3 D2 o3 z% F6 G
- bsp_LedToggle(2);
& k8 [5 T4 ^, w3 V$ n4 [2 j' S8 O - }
) ~" s% ?& b9 n9 W8 f* K - ) f+ V" Y' S, t5 O8 Z
- /* 处理按键事件 */
6 k3 E/ F" C( M% S4 J! _ V - ucKeyCode = bsp_GetKey();: w# m) x$ \# y u
- if (ucKeyCode > 0)& n& T9 c# C# o' }! W
- {
8 D7 [# Q" i; ?. _3 Y - /* 有键按下 */
; t+ V$ a2 G$ ` p# F) [6 B - switch (ucKeyCode)+ W' h9 i5 Y( P$ V$ y
- { d. [. \8 q+ _
- case KEY_DOWN_K1: /* K1按键按下,提示音 */
/ i3 t5 C$ j' p$ d0 ^6 k - BEEP_KeyTone(); M( L( r* Y, I" P% p- e0 X$ r b
- printf("1按键按下,提示音(固定频率1.5KHz)\r\n"); ! Z; V7 M+ E" _8 Q* u; R
- break; 0 K$ q1 @) p% m8 |; h# @
- ; \* }3 [9 q# Z9 |1 V% ]4 }8 ~
- case KEY_DOWN_K2: /* K2按键按下,急促鸣叫10次*/2 H8 o3 h4 {0 e' T7 [; G0 U
- BEEP_Start(5, 5, 10); /* 鸣叫50ms,停止50ms,10次*/: O* Y9 M8 s# O3 |0 x
- printf("K2按键按下,急促鸣叫10次\r\n");
* {7 R- G8 m9 t' Q - break; 1 [8 n7 ^3 _' P& x6 y) [( e' n
7 b' d! s1 S% k+ e& O- case KEY_DOWN_K3: /* K3按键按下,长鸣3次*/
( z+ l" Q; |# R7 v8 W- a! V - BEEP_Start(50, 50, 3); /* 鸣叫500ms,停止500ms,3次*/
0 b- ~+ [5 y$ c- C7 g' _, F) K - printf("K3按键按下,长鸣3次\r\n");4 Q3 f$ `% Y& S1 H- o5 i/ M& n9 s2 `
- break;
, Z! o1 j& L5 q& u$ ~
4 U/ m) N, k0 q$ m; ~- default:
% M* q" g" y! F3 } - break;0 \" ]7 V9 L5 d" |
- }! m; p! n& k- v
- }; S" [, h; X/ E0 R" i1 K* ~* ^5 s4 t
- }
$ q8 m. v4 ~' n; b' d2 A - }
复制代码 + X$ L0 p3 N% |5 }
20.9 总结
X, E; A& E, @( G8 H S# ]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。
8 I9 n/ A! |/ Q G& h$ e, ~9 b2 m/ L4 Z! {( R7 U
1 ^. A* w' w5 U; k
3 K [) p- F$ w3 P |