第九十五章、CH32V103应用教程——PWM驱动蜂鸣器

草帽王子

本章教程主要在第九十三章的基础上运行，用以驱动蜂鸣器播放音乐。

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驱动蜂鸣器播放音乐原理，通过改变PWM输出的频率产生不同的音阶播放音乐，在此过程注意保持控制PWM输出占空比始终控制为百分之五十。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，可直接与蜂鸣器连接。CH32V103开发板与蜂鸣器的连接方式如下：

• 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：
tim.h文件

1. #ifndef __TIM_H
   
2. #define __TIM_H
   
3. 
   
4. #include "ch32v10x_conf.h"
   
5. 
   
6. void TIM_GPIO_Init( void );
   
7. void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);
   
8. void DisableBuzzer(void);
   
9. void EnableBuzzer(unsigned short usFreq);
   
10. 
    
11. #endif

复制代码

tim.h文件主要进行相关定义和函数声明；
tim.c文件

1. #include "tim.h"
   
2. 
   
3. //TIM3_CH2 对应 GPIO 引脚初始化
   
4. void TIM_GPIO_Init( void )
   
5. {
   
6.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
7. 
   
8.     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
   
9. 
   
10.     GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE);
    
11.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;             // TIM_CH2
    
12.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;       //复用推挽输出
    
13.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
14.     GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
15. }
    
16. 
    
17. //TIM3 初始化配置； arr: the period value. psc: the prescaler value.
    
18. void TIM3_PWM_Init( u16 arr, u16 psc )
    
19. {
    
20. 
    
21.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    
22.     TIM_OCInitTypeDef        TIM_OCInitStructure;
    
23. 
    
24.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    
25. 
    
26.     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
    
27.     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
    
28.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;      //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    
29.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    
30.     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
    
31. 
    
32.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;             //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
    
33.     TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    
34.     TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;                            //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
    
35.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;      //输出极性:TIM输出比较极性低
    
36.     TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);                      //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
    
37. 
    
38.     TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);             //使能TIMx在CCR2上的预装载寄存器
    
39.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);                           //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
    
40.     TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);                                        //使能TIMx外设
    
41. }
    
42. 
    
43. //关闭蜂鸣器，即关闭TIM3，对应GPIO引脚设置输出低电平
    
44. void DisableBuzzer(void)
    
45. {
    
46.     TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);           //停止TIM3
    
47. 
    
48.     GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);   //PB5输出低
    
49. }
    
50. 
    
51. //开启蜂鸣器，并对声音进行过滤，蜂鸣器发出指定频率的声音(人耳可听20Hz-20KHz)
    
52. void EnableBuzzer(unsigned short Freq)
    
53. {
    
54.   unsigned long  Val;
    
55.   if((Freq<=20)||(Freq>20000))//次音和超声过滤
    
56.   {
    
57.     DisableBuzzer();// 蜂鸣器静音
    
58.   }
    
59.   else
    
60.   {
    
61.         Val=7200000/Freq;          //声音频率
    
62.         TIM3->ATRLR =2*Val ;       //设置自动重装载寄存器  A  的值
    
63.         TIM_SetCompare2(TIM3,Val); //TIM3比较/捕获寄存器 N 重设置为
    
64.         TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);     //启动TIM3
    
65.   }
    
66. }

复制代码

tim.c文件主要进行PWM输出初始化配置、关闭蜂鸣器以及开启蜂鸣器播放音乐配置。
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. /*
   
10. *@Note
    
11. 本例程演示使用PWM驱动蜂鸣器播放音乐。
    
12. */
    
13. 
    
14. #include "debug.h"
    
15. #include "tim.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.         Delay_Init();
    
28.         USART_Printf_Init(115200);
    
29.         printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
    
30. 
    
31.     TIM_GPIO_Init( );
    
32. 
    
33.     TIM3_PWM_Init( 1999, 0 );
    
34. 
    
35.     while(1)
    
36.     {
    
37.         Play_music();
    
38.         Delay_Ms(10);
    
39.     }
    
40. //        while(1)
    
41. //        {
    
42. //
    
43. //        }
    
44. }

复制代码

main.c文件主要进行函数初始化以及播放音乐。

4、下载验证

将编译好的程序下载到开发版并复位，与蜂鸣器连接好之后可以听到蜂鸣器播放音乐。将对应引脚连接到逻辑分析仪，产生波形具体如下：

94、PWM 播放音乐-蜂鸣器.rar
94、PWM 播放音乐-蜂鸣器.rar (486.9 KB, 下载次数: 12)

2021-9-10 18:29 上传

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链接：https://pan.baidu.com/s/1LQ1LE5dIhqwl_w-YtKS-_w
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完