[资料分享] msp430G2553的低频方波频率、占空比、峰峰值测量函数

fish001 2019-7-25 20:49 楼主

1、主函数部分：

/*
*  Author: 余裕鑫
*  function:测量信号的频率和占空比，信号输入管脚为P2.1.串口打印输出信息。
*          串口：9600，无校验位，8位数据位，1位停止位
*  Created on: 2018年5月2日
*注意：测频率和占空比采用分别是测量一个周期和高电平期间的时钟个数，故适合于低频部分的频率和占空比的测量
*     当频率高于100Hz时，误差逐渐增大，
*     100Hz时，误差约为1%，1Hz
*     1000Hz时，误差约为1.5%，15Hz
*     10000Hz时，误差约为0.37%，37Hz
*     20000Hz时，误差约为2%，199Hz
*     30000Hz时，误差约为6.5%，650Hz
*/
#include <msp430g2553.h>
#include "stdio.h"
#include "pwminput.h"
#include "uart.h"
#include "datatype.h"

extern volatile u16 Frequency;
extern volatile u8 Duty;
extern volatile u16 PeakValue;
float PeakValueF;
/**
* main.c
*/
void main(void)
{
unsigned char str[20];

    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;   // stop watchdog timer
    // 将MCLK 和 SMCLK 设置为16MHZ,ACLK默认为32.768KHz
    DCOCTL = CALDCO_16MHZ;
    BCSCTL1 = CALBC1_16MHZ;  //使用高频时钟而减小误差
    _EINT();

UART_Init();

sprintf(str,"frequency and duty:\n");
UARTSendString(str);

    while(1)
    {
        Measure_Frequency_Duty();
        sprintf(str,"Frequency : %d \n",Frequency);
        UARTSendString(str);
        sprintf(str,"Duty : %d \n",Duty);
        UARTSendString(str);

//        Measure_Peak_Value();
//        PeakValueF = PeakValue*3.6/1024;
//        sprintf(str,"Peak Value : %0.2f \n",PeakValueF);
//        UARTSendString(str);
        __delay_cycles(50000000);
    }
}
2、C文件部分：
/*
* pwminput.c
*
*  Created on: 2018年4月23日
*  Author: yyx
*/
#include "pwminput.h"
#include "adc.h"

#define T0C1A  P1DIR&=~BIT2;P1SEL|=BIT2;P1SEL2&=~BIT2
#define T1C0A  P2DIR&=~BIT0;P2SEL|=BIT0;P2SEL2&=~BIT0
#define T1C1A  P2DIR&=~BIT1;P2SEL|=BIT1;P2SEL2&=~BIT1
#define SAMPLETIMES  10  //测峰峰值中一个周期采样的次数
#define SAMPLEPERIODS 5   //测一次峰峰值中采样的周期个数

u8 FreqFlag = 0;
u16 PwmStart;//初始时间
u16 PwmHighEnd,PwmLowEnd;//高电平和低电平的结束时间
u16 HighOverFlow,AllOverFlow; //高电平和一个周期的翻转个数
u32 HighClockSteps,AllClockSteps;
u16 PeakIntervalSteps;

volatile u16 Frequency;
volatile u8 Duty;
volatile u16 PeakValue;
extern volatile u16 ADC10_Result;
u8 SampleStatus;

//频率占空比测量函数
void Measure_Frequency_Duty(void)
{
T1C1A; //管脚配置p2.1
FreqFlag=1; //频率测量中断标志

    TA1CCTL1 = CAP+CM_1+CCIS_0+SCS+CCIE;              // 输入捕捉，上升沿触发(upCM_1,downCM_2,updownCM_3)，同步捕捉，CCI0A 中断使能
    TA1CTL = TASSEL_2 + MC_2 + TAIE + TACLR;          // 选择SMCLK为时钟，连续计数模式，溢出中断使能
    while(FreqFlag);
    if(PwmHighEnd>PwmStart)
    {
        HighClockSteps=(HighOverFlow-1)*65536+PwmHighEnd-PwmStart;
    }else
    {
        HighClockSteps=(HighOverFlow-1)*65536+PwmHighEnd+65536-PwmStart;
    }
    if(PwmLowEnd>PwmStart)
    {
        AllClockSteps=(AllOverFlow-1)*65536+PwmLowEnd-PwmStart;
    }else
    {
        AllClockSteps=(AllOverFlow-1)*65536+PwmLowEnd+65536-PwmStart;
    }
    if(AllClockSteps)
    {
        PeakIntervalSteps = (u16)AllClockSteps/SAMPLETIMES; //测峰峰值中以10倍频率进行采样
    }
    Frequency = 16000000/AllClockSteps;
    Duty = HighClockSteps*100.0/AllClockSteps;
}
/*
* 功能：测P1.3管脚信号的峰峰值
* */
void Measure_Peak_Value(void)
{
   if(PeakIntervalSteps) //如果采样间隔不为0
   {
       //使用TimerA1的计数模式，
       TA1CTL |= TACLR;  //定时器清零
       TA1CTL |= TASSEL_2+ MC_1+ID_0;  //SMCLK（16MHz）,1分频,上数模式
       //定时器开始计数从0到CCR0
       TA1CCR0 = PeakIntervalSteps;     //十分之一个周期中断一次
       TA1CCTL0=CCIE;    //使能中断
       ADC10_Init(3);    // 初始化ADC
       SampleStatus = SAMPLEPERIODS;
       while(SampleStatus);

   }
}
#pragma vector = TIMER1_A0_VECTOR
__interrupt void TimerA1_ISR(void)
{
    _DINT();
    static u16 PeriodValue[2*SAMPLETIMES],MaxValue[SAMPLEPERIODS+1],MinValue[SAMPLEPERIODS+1];
    u32 MaxSum,MinSum;
    static u8 i;
    u8 j;
    if(SampleStatus)
    {
        if(i<2*SAMPLETIMES)
       {
           ADC10_Start_Convey();
           PeriodValue[i++] = ADC10_Result;
       }
       if(i==2*SAMPLETIMES)
       {
           i=0;
           MaxValue[SampleStatus]=MinValue[SampleStatus]=PeriodValue[0];//初始化最值
           for(j=0;j<2*SAMPLETIMES;j++)
           {
               if(PeriodValue[j]>MaxValue[SampleStatus])MaxValue[SampleStatus]=PeriodValue[j];
               if(PeriodValue[j]<MinValue[SampleStatus])MinValue[SampleStatus]=PeriodValue[j];
           }
           SampleStatus--;  //测量的周期次数减1
           if(SampleStatus==0)//如果采样完成
           {
               for(j=1;j<=SAMPLEPERIODS;j++)
               {
                   MaxSum+=MaxValue[j];
                   MinSum+=MinValue[j];
               }
               PeakValue=(u16)(MaxSum-MinSum)/SAMPLEPERIODS;
               MaxSum=MinSum=0;
           }
       }
    }
    _EINT();
}
#pragma vector = TIMER1_A1_VECTOR
__interrupt void TimerA1_Capture_ISR(void)
{
    _DINT(); //关闭中断，
    switch(TA1IV)//向量查询
    {
        case 2: //捕获中断,CCR1
            if(FreqFlag)
            {
                static u8 index;
                if((TA1CCTL1&CM0)&&(index==0)) //第一次上升沿
                {
                    TA1CCTL1|=CM_2;//更变为下降沿触发
                    PwmStart=TA1R;//记录初始时间
                    HighOverFlow = AllOverFlow = 0;    //溢出计数变量复位
                    PwmHighEnd=PwmLowEnd=0;
                    index=(index+1)%3;
                }
                else if((TA1CCTL1&CM1)&&(index==1))//下降沿
                {
                    TA1CCTL1|=CM_1;//更改设置为上升沿触发
                    HighOverFlow = AllOverFlow;
                    PwmHighEnd = TA1R; //记录高电平结束时间
                    index=(index+1)%3;
                }else if((TA1CCTL1&CM0)&&(index==2)) //第二次上升沿
                {
                    //测完一个周期，等待下一个上升沿
                    PwmLowEnd = TA1R;
                    FreqFlag = 0;
                    index=(index+1)%3;
                }
            }

        break;
        case 4:break;//CCR2
        case 10:
        {
            if(FreqFlag)
            {
                AllOverFlow++;
                TA1CTL &= ~TAIFG;
            }
            break;
        }
        default: break;
    }
    _EINT();  //打开中断
}

3、头文件部分：
/*
* pwminput.h
*
* Created on: 2018年4月23日
* Author: yyx
*/

#ifndef PWMINPUT_H_
#define PWMINPUT_H_

#include <msp430g2553.h>
#include "datatype.h"

void Measure_Frequency_Duty(void);
void Measure_Peak_Value(void);

#endif /* SRC_PWMINPUT_H_ */
4、其中涉及的相关辅助型文件
①、ADC
/* * adc.c * * Created on: 2018年5月2日 * Author: yyx */ #include "adc.h" volatile u16 ADC10_Result; /** * 功能：ADC10初始化函数 * 参数： * pin:选择模拟输入的管脚，取值为0-7，对应P1.0到P1.7 * */ void ADC10_Init(u8 pin) { ADC10CTL0 |= ADC10SHT_2 + ADC10ON; //打开ADC10,并设置为16个ADC时钟 ADC10CTL0 |= ADC10IE; ADC10CTL1 |= ADC10SSEL_3; switch(pin) { case 3: ADC10CTL1 |= INCH_3; ADC10AE0 |= BIT3; P1DIR &= ~BIT3; break; default:break; } } /* * adc.h * * Created on: 2018年5月2日 * Author: yyx */ #ifndef SRC_ADC_H_ #define SRC_ADC_H_ #include "msp430g2553.h" #include "datatype.h" void ADC10_Init(u8 pin); void ADC10_Start_Convey(void); #endif /* ADC_H_ */ void ADC10_Start_Convey(void) { ADC10CTL0 |=ENC + ADC10SC; //开始转换 } #pragma vector = ADC10_VECTOR __interrupt void ADC10_ISR(void) { _DINT(); //关总中断 ADC10_Result = ADC10MEM; ADC10CTL0 &= ~ADC10SC; //结束转换 _EINT(); //开总中断 }

②、uart

/*
* uart.c
*
* Created on: 2018年4月22日
* Author: yyx
*/
#include "uart.h"

void UART_Init()
{
    P1SEL |= BIT1 + BIT2;
    P1SEL2 |= BIT1 + BIT2;  //将p1.1和p1.2选为UART模式
    P1DIR &= ~BIT1;
    P1DIR |= BIT2;

    UCA0CTL1 |= UCSSEL_2;   //SMCLK
    UCA0BR1 = 1666/256;         //高8位
    UCA0BR0 = 1666%256;
    UCA0MCTL |= UCBRS_6 + UCBRF_0; //设置波特率为9600
    UCA0CTL1 &= ~UCSWRST;          //开始运行
   // IE2 |= UCA0RXIE+UCA0TXIE;      //使能中断
}
/********************************************************************
*
*******************************************************************/

void UARTSendChar(char ch)
{
    if(ch == '\n')
    {
        while(UCA0STAT & UCBUSY);
        UCA0TXBUF = '\r';
    }
    while(UCA0STAT & UCBUSY);
          UCA0TXBUF = ch;
}

/********************************************************************
*
*******************************************************************/

void UARTSendString(char *pt)
{
     UART_Init();
     while(UCA0STAT & UCBUSY);
     while(*pt)
     {
        UARTSendChar(*pt++);
     }

}

/*
* uart.h
*
* Created on: 2018年4月22日
* Author: yyx
*/

#ifndef SRC_UART_H_
#define SRC_UART_H_

#include <msp430g2553.h>

void UART_Init(void);
void UARTSendChar(char ch);
void UARTSendString(char *pt);

#endif /* SRC_UART_H_ */

③、数据类型的重定义

/*
* datatype.h
*
* Created on: 2018年5月1日
* Author: yyx
*/

#ifndef SRC_DATATYPE_H_
#define SRC_DATATYPE_H_

typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned long u32;

#endif /* DATATYPE_H_ */

回复评论

暂无评论，赶紧抢沙发吧