本帖最后由 qintian0303 于 2024-10-13 21:47 编辑
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往期回顾
【CPKCOR-RA8D1B核心板】1、板卡基本信息
【CPKCOR-RA8D1B核心板】2、搭建开发环境
【CPKCOR-RA8D1B核心板】3、离不开的点灯——GPIO输出操作
【CPKCOR-RA8D1B核心板】4、另一种闪烁——非阻塞式闪烁
呼吸灯的效果还是很迷人的，那么什么是呼吸灯？又要如何实现呢？
PWM控制LED呼吸灯的原理主要是基于LED灯对电流的瞬时响应以及人眼的视觉暂留效应。具体来说，PWM通过改变LED灯的导通时间（即高电平持续时间）来控制其亮度。当高电平持续时间较短时，LED灯的亮度较低；当高电平持续时间较长时，LED灯的亮度较高。因此，通过连续调节高电平的持续时间，就可以实现对LED灯亮度的连续调节，从而产生呼吸灯效果。人眼在观察快速变化的图像时，具有一种称为“视觉暂留”的生理现象。即当光信号快速闪烁时，人眼并不会立即感知到这种闪烁，而是会将多个短暂的光信号在视觉上进行平均或融合，从而感知到一个平均的亮度水平。结合LED的快速响应和人眼的视觉暂留效应，当PWM信号的占空比（即高电平时间与整个周期时间的比例）发生变化时，虽然LED灯实际上是在不断地开关（即发光和不发光之间快速切换），但人眼感知到的是一个平均的亮度。
所以本章节通过实现呼吸灯的方式体验CPKCOR-RA8D1B核心板的PWM功能，PWM功能属于定时器的高级功能之一。通用 PWM 定时器（GPT，General PWM Timer）是 RA MCU 的其中一种 32/16 位的定时器外设。 在 GPT 当中，可分为 GPT32 和 GPT16，它们最主要的区别是计数器的不同。 GPT32 是 32 位的定时器，包含的计数器是 32 位的，所能计数的范围为：0 ~ 0xFFFF_FFFF； 而 GPT16 是 16 位的定时器，包含的计数器是 16 位的，所能计数的范围为：0 ~ 0xFFFF。
定时器（Timer）最基本的功能就是定时，咱们在上一节已经体验。 如果把定时器与 GPIO 引脚结合起来使用的话可以实现更加丰富的功能， 可以对输入信号进行计数，可以测量输入信号的脉冲宽度，可以输出单个脉冲、PWM 等波形，等等。 通过定时器生成 PWM 波形信号来控制电机状态是工业控制的普遍方法，这方面知识非常值得深入了解。GPT 模块可用于计数事件、测量外部输入信号、作为通用计时器并产生周期性中断、以及输出周期性或 PWM 信号到 特定的引脚。不过控制的不是板载的灯，应为PA01不是PWM的输出通道，无法复用，最终我们选择的是：
PWM 输出需要使用 IO 引脚进行输出，因此需要先在“Pins”配置页中为 GPT 配置引脚， 我们将 GPT4 的 GTIOC4B 信号输出连接到 P301 引脚：:
在“Stacks”配置页中加入 GPT 模块：
其属性和AGT相同，主要配置如下：
图中需要更改的配置如下：
Pin Output Support：这一项配置允许输出 PWM 信号到引脚，我们改为使能引脚输出。
Name和 Channel：这两项分别设置 GPT 模块名字为 “g_timer_gpt4” 和选择第 4 个 GPT 定时器（第4个通道）。
Mode：配置 GPT 的工作模式为 锯齿波PWM 输出模式。
Period和 Period Unit：我们将PWM频率设为 22 KHz， 因此“Period”设置为 20，单位“Period Unit”设置为 Kilohertz，即千赫兹（KHz）。
GTIOCB Output Enabled：使能 GTIOCB 输出。
GTIOCB Stop Level：设置定时器停止时 GTIOCB 输出的电平为低电平。
GTIOC6B：选择连接到 P301 引脚，这个软件会自动设置的，我们只要确认了就好。
接下来我们只要其中定时器就可以了：
void GPT4_PWM_SetDuty(uint8_t duty){
timer_info_t info;
uint32_t current_period_counts;
uint32_t duty_cycle_counts;
if (duty > 100)
duty = 100; //限制占空比范围：0~100
/* 获得GPT的信息 */
R_GPT_InfoGet(&g_timer_GPT4_ctrl, &info);
/* 获得计时器一个周期需要的计数次数 */
current_period_counts = info.period_counts;
/* 根据占空比和一个周期的计数次数计算GTCCR寄存器的值 */
duty_cycle_counts = (uint32_t)(((uint64_t) current_period_counts * duty) / 100);
/* 最后调用FSP库函数设置占空比 */
R_GPT_DutyCycleSet(&g_timer_GPT4_ctrl, duty_cycle_counts, GPT_IO_PIN_GTIOCB);
}
R_GPT_Open(&g_timer_GPT4_ctrl, &g_timer_GPT4_cfg);
R_GPT_Start(&g_timer_GPT4_ctrl);
GPT4_PWM_SetDuty(20);
上体可以看出P301引脚的输出与咱们的配置参数一致，接下来进行呼吸灯实验的只需要通过AGT定时中不断修改占空比就可以了，硬件上在P301引脚连接一个外部LED的控制引脚，由于没有对应的扩展板，最好是选用JA和JD的扩展引脚，毕竟好连接一点。
为了更好的实现2s一次的呼吸效果，我们将AGT定时改为了10ms，并在中断中进行如下处理：
void g_timer0_Callback(timer_callback_args_t * p_args){
if (TIMER_EVENT_CYCLE_END == p_args->event){
LED.timercnt++;
if(LED.timercnt >= 100){
LED.timercnt = 0;
LED.flag = 1;
LED.cnt++;
}
BreathLED.cnt++;
if(BreathLED.cnt>5 && BreathLED.cnt<=95){
GPT4_PWM_SetDuty(BreathLED.cnt);
}
else if(BreathLED.cnt>105 && BreathLED.cnt<=195){
GPT4_PWM_SetDuty(200-BreathLED.cnt);
}
else if(BreathLED.cnt >= 200)
BreathLED.cnt = 0;
}
}
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