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[RISC-V MCU 应用开发]

第九十四章、CH32V103应用教程——PWM播放音乐(2个TIM)

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CH32V103应用教程——PWM播放音乐(2个TIM)
本章教程与上一章相比,主要增加了一个定时器用于计数产生中断,每隔一段时间产生一次PWM波形,具体可看程序具体内容。

1、TIM简介及相关函数介绍
关于TIM,在前面章节已经进行过介绍,在此不再赘述。
关于PWM播放音乐原理,即将PWM模拟变成一个DAC进行语音信号的输出。大概原理就是:通过改变PWM的占空比,改变PWM每个周期内的电压。通过一连串改变PWM周期电压,可以模拟实现DAC的效果。关于这方面的具体解释,感兴趣的朋友可以去网上查阅相关资料具体了解一下。
关于TIM具体介绍,可参考前面章节及CH32V103应用手册。

2、硬件设计
本章教程使用PWM播放音乐,可直接与喇叭连接,但音量较小,可使用功放。CH32V103开发板与喇叭的连接方式如下:
  • CH32V103开发板的GND引脚与喇叭的GND引脚连接
  • CH32V103开发板的PB5引脚与喇叭的VCC引脚连接

3软件设计
本章教程具体程序如下:
pwm.h文件
#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H

#include "ch32v10x_conf.h"

void TIM3_PWM_Init(u16 arr, u16 psc);
void TIM2_COUNT_Init(u16 arr, u16 psc);

#endif
pwm.h文件主要进行相关定义和函数声明;
pwm.c文件

#include "pwm.h"
#include "music.h"

int Count;
int NUM;
u8 i = 0;

extern const uint16_t DATA[];
void TIM2_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));

//TIM3 PWM输出初始化配置; arr: the period value. psc: the prescaler value.
void TIM3_PWM_Init(u16 arr, u16 psc)
{
    GPIO_InitTypeDef         GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef        TIM_OCInitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟使能
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;             // TIM3_CH2
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;       //复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;                      //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值,根据具体的声音频率来设定ARR
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;                    //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值,此处应该为不分频
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;      //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);              //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;             //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0x7F;                         //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;     //输出极性:TIM输出比较极性低
    TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);                      //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx

    TIM_CtrlPWMOutputs(TIM3, ENABLE );                            //启用定时器1PWM输出
    TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);             //使能TIMx在CCR2上的预装载寄存器
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);                           //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);                                        //使能TIMx外设
}

//TIM2 初始化配置; arr: the period value. psc: the prescaler value.
void TIM2_COUNT_Init(u16 arr, u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef         NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;                       //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值,根据具体的声音频率来设定ARR
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;                     //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值,此处应该为不分频
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;       //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);               //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;               //定时器中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;       //抢占优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0;                 //子优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                   //使能中断通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update,ENABLE);
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);                                        //使能TIMx外设
}

void TIM2_IRQHandler(void)
{
    if ( TIM_GetITStatus(TIM2 , TIM_IT_Update) != RESET )
    {
      TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
      NUM=  (0xff & DATA[Count++]);
        for(i=0;i<=5;i++)
        {
            TIM_SetCompare2(TIM3,NUM);
        }
      Count &=0x0ffff;
    }
}
pwm.c文件主要进行定时器和PWM输出初始化配置以及中断函数处理。
main.c文件
/********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
* File Name          : main.c
* Author             : WCH
* Version            : V1.0.0
* Date               : 2020/04/30
* Description        : Main program body.
*******************************************************************************/
/*
使用TIM3_CH2进行PWM输出驱动喇叭播放音乐

音频文件为8000HZ 16bit
*/

#include "debug.h"
#include "pwm.h"
#include "music.h"

/*******************************************************************************
* Function Name  : main
* Description    : Main program.
* Input          : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
int main(void)
{
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    TIM3_PWM_Init( 255, 0);

    TIM2_COUNT_Init( 250, 35 );

        while(1)
        {
            ;
        }
}
main.c文件主要进行函数初始化。

4下载验证
将编译好的程序下载到开发版并复位,与喇叭连接好之后可以听到喇叭播放音乐。将对应引脚连接到逻辑分析仪,产生波形具体如下:

93、PWM播放音乐-使用两个TIM.rar

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沙发
jcky001| | 2021-5-28 09:00 | 只看该作者
支持RISC-V,支持国产芯片

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板凳
643757107| | 2021-5-31 11:20 | 只看该作者
好玩,学习一下, 准备实际操作一番。

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