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第九十四章、CH32V103应用教程——PWM播放音乐(2个TIM)

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    发表于 2021-6-10 20:11:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    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
    1. #ifndef __PWM_H
    2. #define __PWM_H

    3. #include "ch32v10x_conf.h"

    4. void TIM3_PWM_Init(u16 arr, u16 psc);
    5. void TIM2_COUNT_Init(u16 arr, u16 psc);

    6. #endif
    复制代码
    pwm.h文件主要进行相关定义和函数声明;
    pwm.c文件
    1. #include "pwm.h"
    2. #include "music.h"

    3. int Count;
    4. int NUM;
    5. u8 i = 0;

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

    8. //TIM3 PWM输出初始化配置; arr: the period value. psc: the prescaler value.
    9. void TIM3_PWM_Init(u16 arr, u16 psc)
    10. {
    11.     GPIO_InitTypeDef         GPIO_InitStructure;
    12.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    13.     TIM_OCInitTypeDef        TIM_OCInitStructure;

    14.     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
    15.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

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

    21.     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
    22.     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
    23.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;      //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    24.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    25.     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

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

    31.     TIM_CtrlPWMOutputs(TIM3, ENABLE );                            //启用定时器1PWM输出
    32.     TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);             //使能TIMx在CCR2上的预装载寄存器
    33.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);                           //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
    34.     TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);                                        //使能TIMx外设
    35. }

    36. //TIM2 初始化配置; arr: the period value. psc: the prescaler value.
    37. void TIM2_COUNT_Init(u16 arr, u16 psc)
    38. {
    39.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    40.     NVIC_InitTypeDef         NVIC_InitStructure;

    41.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    42.     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
    43.     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
    44.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;       //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    45.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   //TIM向上计数模式
    46.     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

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

    52.     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    53.     TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update,ENABLE);
    54.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);                                        //使能TIMx外设
    55. }

    56. void TIM2_IRQHandler(void)
    57. {
    58.     if ( TIM_GetITStatus(TIM2 , TIM_IT_Update) != RESET )
    59.     {
    60.       TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
    61.       NUM=  (0xff & DATA[Count++]);
    62.         for(i=0;i<=5;i++)
    63.         {
    64.             TIM_SetCompare2(TIM3,NUM);
    65.         }
    66.       Count &=0x0ffff;
    67.     }
    68. }
    复制代码
    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
    1. /********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
    2. * File Name          : main.c
    3. * Author             : WCH
    4. * Version            : V1.0.0
    5. * Date               : 2020/04/30
    6. * Description        : Main program body.
    7. *******************************************************************************/
    8. /*
    9. 使用TIM3_CH2进行PWM输出驱动喇叭播放音乐

    10. 音频文件为8000HZ 16bit
    11. */

    12. #include "debug.h"
    13. #include "pwm.h"
    14. #include "music.h"

    15. /*******************************************************************************
    16. * Function Name  : main
    17. * Description    : Main program.
    18. * Input          : None
    19. * Return         : None
    20. *******************************************************************************/
    21. int main(void)
    22. {
    23.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    24.     TIM3_PWM_Init( 255, 0);

    25.     TIM2_COUNT_Init( 250, 35 );

    26.         while(1)
    27.         {
    28.             ;
    29.         }
    30. }
    复制代码
    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:
    CH32V103-第九十四章、CH32V103应用教程——PWM播放音乐(2个TIM)risc-v单片机中文社区(1)

    93、PWM播放音乐-使用两个TIM.rar
    链接:https://pan.baidu.com/s/1beHFkdKiCWqqc43ug04qOw
    提取码:nnm3
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