[资料分享] 编程示例学习DSP定时器与中断系统

实例1：利用蜂鸣器模拟基本音级
1.1 蜂鸣器的工作原理
蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机 IO 引脚输出的电流较小，单片机输出的 TTL 电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。实验板通过一个三极管 Q1 来放大驱动蜂鸣器。

1.2 蜂鸣器的分类
蜂鸣器按其是否带有信号源又分为有源和无源两种类型。有源蜂鸣器只需要在其供电端加上额定直流电压，其内部的震荡器就可以产生固定频率的信号，驱动蜂鸣器发出声音。无源蜂鸣器可以理解成与喇叭一样，需要在其供电端上加上高低不断变化的电信号才可以驱动发出声音。对于有源和无源的驱动方式，略有不同，先讲解一下有源蜂鸣器的驱动方法。有源蜂鸣器因为内含有信号源，因此只要加上额定的工作电压就可以发出固定频率的声音。对于无源的蜂鸣器，驱动其发出声音就较为复杂，因为它本身不带信号源，因此，只是通上电源，是不能发出声音的，必须要不断的重复“通电－断电”，才能使其发出声音，我们可以通过编写程序，控制 GPIO口不断的置为高电平—低电平—高电平…，这样蜂鸣器就可以不断的通、断电，从而发出声音。而通电、断电的时间不同，相当于振荡周期的不同，因此又可以得到不同频率的声音。

1.3 蜂鸣器的硬件电路图
从下面的电路图中可以看出，控制蜂鸣器发生的高低电平输入信号接口为GPIO7。通过控制GPIO7开启关闭的时间不同，就可以控制蜂鸣器得到不同频率的声音信号。

1.4 DSP如何输出组频率
为了让 dsp 发出不同频率的声音，采用定时中断来计算延时时间，只需将定时器预置不同的定时值就可实现不同时间的定时。以标准音高 A 为例： A 的频率 f=440Hz，其对应的周期为： T=1/f=1/440=2272us。

DSP 控制蜂鸣器的波形图，通过对 GPIO端口 循环的置位、清零来达到输出固定频率波形，相对于 A 音频率 440Hz 如图 T=2272us，那么 t=T/2=2272/2=1136us 所以，我们只要在程序中将 GPIO置为高电平，延时 1136us，再置为低电平，延时 1136us，如此循环，就可以得到440Hz 频率的声音。

1.5 代码实例
#include "DSP2833x_Device.h"     // DSP2833x Headerfile Include File
#include "DSP2833x_Examples.h"   // DSP2833x Examples Include File
/****************端口宏定义*****************/
#define BUZZ_CLK_GENER    GpioDataRegs.GPATOGGLE.bit.GPIO7 = 1;    //蜂鸣器控制IO电平翻转
#define BELL_DIR GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO7                  //定义IO输出方向
#define BELL_DAT GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIO7                  //定义IO寄存器数值
#define DISABLE_TIMER1_INT        IER &= 0xFFFE;          //CPU中断使能标志位清除
#define ENABLE_TIMER1_INT        IER |= M_INT1;          //CPU中断使能标志位使能
#define BUZZ_OFF     GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO7 = 1;   //IO输出清除
Uint16 Musi[23]=
{                         //单位 us，不同频率下，蜂鸣器发出不同音调的声音
        0,
        3816,    //L_do
    3496,    //L_re
    3215,    //L_mi
    2865,    //L_fa
    2551,    //L_so
    2272,    //L_la
    2024,    //L_xi
    1912,    //do
    1703,    //re
    1517,    //mi
    1432,    //fa
    1275,    //so
    1136,    //la
    1013,    //xi
    956,    //H_do
    851,    //H_re
    758,    //H_mi
    716,    //H_fa
    638,    //H_so
    568,    //H_la
    506,    //H_xi
    0xFF    //STOP
};
Uint16 Song[]={1,2,3,4,5,6,7}; //乐谱：do,re,mi,fa,so,la,xi

/****************函数声明*******************/ 
void Init_Bell(void);
interrupt void cpu_timer0_isr(void);
void Delay(Uint16 t);
void main(void)
{
    Uint16 addr=0;
    Uint16 k;
    InitSysCtrl();    //  初始化系统控制:
       BELL_DAT=0;       //设置端口为低电平
       Init_Bell();     //设置蜂鸣器端口输出  
      DINT;            // 禁止CPU全局中断
       InitPieCtrl();   // 初始化PIE控制寄存器到他们的默认状态，即禁止PIE中断及清除所有PIE中断标志 
       IER = 0x0000;    // 禁止CPU中断和清除所有CPU中断标志 
      IFR = 0x0000;
       InitPieVectTable();     //初始化PIE中断向量表，并使其指向中断服务子程序（ISR）
       EALLOW;                   //解除寄存器保护
       PieVectTable.TINT0 = &cpu_timer0_isr;// 本例中的中断重新映射到本文件中的中断服务子程序中  
       EDIS;                                                     // 添加寄存器保护
       InitCpuTimers();   // 初始化片内外设，本例仅需要初始化CPU定时器
       ConfigCpuTimer(&CpuTimer0, 150, 1000000);// 配置CPU定时器1每秒发生一次中断
       StartCpuTimer0();  //开始计时器
       IER |= M_INT1;     //使能CPU中断线INT1，连接到CPU定时器0的；
       PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx7 = 1;// 使能PIE组1中断7，TINT0中断；
       EINT;    // 使能全局中断INTM
      ERTM;   // 使能全局实时中断DBGM
       for(k=0;k<7;k++) // 步骤 6. 中断控制蜂鸣器开关频率，延时函数定义乐拍，7次循环分别让蜂鸣器响7种乐声:
      {
            StopCpuTimer0();                    //停止计数
        DISABLE_TIMER1_INT;                    //不使能定时器中断
        ConfigCpuTimer(&CpuTimer0, 150, Musi[Song[addr]+14]/2);    //根据音节的频率设置定时时间
        StartCpuTimer0();                    //重启定时器
        ENABLE_TIMER1_INT;                    //使能定时中断
        Delay(8);                        //音乐节拍延时
        StopCpuTimer0();                    //停止计数
        DISABLE_TIMER1_INT;                    //不使能定时中断
        BUZZ_OFF;                        //关闭蜂鸣器
        Delay(2);                        //音乐停顿
        addr++;                                                 //连续发出乐谱：do,re,mi,fa,so,la,xi
      }
    while(1);  
} 

/*-----------------------------------------*/
/*形式参数：void                            */
/*返回值:void                   */
/*函数描述:初始化蜂鸣器端口为输出              */
/*-----------------------------------------*/
void Init_Bell(void)
{
    EALLOW;       //解除寄存器保护
    BELL_DIR=1;//Bell端口输出
    EDIS;      //寄存器保护
} 
/*------------------------------------------*/
/*形式参数：void                             */
/*返回值:void                    */
/*函数描述:定时器CPU0中断服务子程序            */
/*------------------------------------------*/ 

interrupt void cpu_timer0_isr(void)
{
   CpuTimer0.InterruptCount++;
   BUZZ_CLK_GENER;     //GPIO口输出电平翻转
   PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;    //PIEACK标志位置位，告诉PIE可以接受本组其他中断处理
}

void Delay(Uint16 t)                 //延时函数
{
    Uint32 i=0;
    Uint32 gain = 300000;    
    Uint32 base=0;                                
    base=gain*t;                                                             
    for(i=0;i<=base;i++);
}