第九十四章、CH32V103应用教程——PWM播放音乐（2个TIM）

草帽王子

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. 
   
4. #include "ch32v10x_conf.h"
   
5. 
   
6. void TIM3_PWM_Init(u16 arr, u16 psc);
   
7. void TIM2_COUNT_Init(u16 arr, u16 psc);
   
8. 
   
9. #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. 
   
4. int Count;
   
5. int NUM;
   
6. u8 i = 0;
   
7. 
   
8. extern const uint16_t DATA[];
   
9. void TIM2_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));
   
10. 
    
11. //TIM3 PWM输出初始化配置； arr: the period value. psc: the prescaler value.
    
12. void TIM3_PWM_Init(u16 arr, u16 psc)
    
13. {
    
14.     GPIO_InitTypeDef         GPIO_InitStructure;
    
15.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    
16.     TIM_OCInitTypeDef        TIM_OCInitStructure;
    
17. 
    
18.     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
    
19.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    
20. 
    
21.     GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE);
    
22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;             // TIM3_CH2
    
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;       //复用推挽输出
    
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
25.     GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
26. 
    
27.     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
    
28.     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
    
29.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;      //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    
30.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    
31.     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
    
32. 
    
33.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;             //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
    
34.     TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    
35.     TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0x7F;                         //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
    
36.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;     //输出极性:TIM输出比较极性低
    
37.     TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);                      //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
    
38. 
    
39.     TIM_CtrlPWMOutputs(TIM3, ENABLE );                            //启用定时器1PWM输出
    
40.     TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);             //使能TIMx在CCR2上的预装载寄存器
    
41.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);                           //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
    
42.     TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);                                        //使能TIMx外设
    
43. }
    
44. 
    
45. //TIM2 初始化配置； arr: the period value. psc: the prescaler value.
    
46. void TIM2_COUNT_Init(u16 arr, u16 psc)
    
47. {
    
48.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    
49.     NVIC_InitTypeDef         NVIC_InitStructure;
    
50. 
    
51.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    
52. 
    
53.     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
    
54.     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
    
55.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;       //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    
56.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   //TIM向上计数模式
    
57.     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
    
58. 
    
59.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;               //定时器中断通道
    
60.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;       //抢占优先级
    
61.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0;                 //子优先级
    
62.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                   //使能中断通道
    
63.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
64. 
    
65.     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    
66.     TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update,ENABLE);
    
67.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);                                        //使能TIMx外设
    
68. }
    
69. 
    
70. void TIM2_IRQHandler(void)
    
71. {
    
72.     if ( TIM_GetITStatus(TIM2 , TIM_IT_Update) != RESET )
    
73.     {
    
74.       TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
    
75.       NUM=  (0xff & DATA[Count++]);
    
76.         for(i=0;i<=5;i++)
    
77.         {
    
78.             TIM_SetCompare2(TIM3,NUM);
    
79.         }
    
80.       Count &=0x0ffff;
    
81.     }
    
82. }

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. 
    
11. 音频文件为8000HZ 16bit
    
12. */
    
13. 
    
14. #include "debug.h"
    
15. #include "pwm.h"
    
16. #include "music.h"
    
17. 
    
18. /*******************************************************************************
    
19. * Function Name  : main
    
20. * Description    : Main program.
    
21. * Input          : None
    
22. * Return         : None
    
23. *******************************************************************************/
    
24. int main(void)
    
25. {
    
26.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    
27. 
    
28.     TIM3_PWM_Init( 255, 0);
    
29. 
    
30.     TIM2_COUNT_Init( 250, 35 );
    
31. 
    
32.         while(1)
    
33.         {
    
34.             ;
    
35.         }
    
36. }

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：

93、PWM播放音乐-使用两个TIM.rar
93、PWM播放音乐-使用两个TIM.rar (667.13 KB, 下载次数: 15)

2021-9-10 18:28 上传

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完