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2020年02月10日 | 基于MSP430G2553官方开发板的音乐播放器

2020-02-10 来源：eefocus

实现目标

实现以蜂鸣器为播放设备，能够对简谱乐曲进行解码播放。

具有循环列表，可实时切换上下曲目，实时暂停和开始，实时通过齿轮电位器调节播放音量。

能够将歌曲列表等信息，通过串口向上位机传输并显示。

完成图展示

硬件资源

芯片资源使用情况

P1.3 P1.4 P1.5：使用了3个io作为按键输入

P1.7：一个ADC通道采集电位器的变化情况

P1.6：一个定时器a的PWM输出通道

P1.0：一个io输出接到led作为运行状态显示

P1.1 P1.2：串口1映射到printf（）上，实现在上位机打印信息的功能

外接硬件

外接电路板图

按键x3 （4.7k电阻x3，我的电路接的是按下为高电平，是为了失效实验板原来P1.3的按下为低电平的按键）

1k齿轮电位器x3 （510欧电阻x1，也可以选择其他的组合，原则上在降低最小电流的情况下尽量提高可测量的范围）

低电平触发的蜂鸣器模块x1 （无源蜂鸣器，淘宝两三块一个，不需要加放大电路直接可以用）

程序实现

本播放器的主体功能代码来自于RT-Thread的播放器教程，本身用于Kiel下的STM32单片机。由于原始程序需要OS提供的时间片轮转支持，对于移植时候的逻辑构建造成了很大障碍，所以在本工程之前没有将其移植到MSP上的类似案例。

RT-Thread教程请点这里

开发环境配置

一开始想使用CCS进行工程开发，可以很轻松的利用官方硬件驱动。但是由于未知的原因，CCS对存储简谱的数组疯狂报错，导致最终选择转移到IAR下完成了工程。

相较于CCS，IAR下新工程需要配置的内容更为简洁

在这里插入图片描述

首先在工程设置中将Device选成当前使用的芯片型号

在这里插入图片描述

然后将Debugger中的Driver选项从模拟改成硬件

此两步之后就完成了对于新建工程的配置，至于添加PATH的操作和其他开发工具基本一致。

注意：CCS下使用的头文件在IAR下容易报错，需要改换成"io430g2553.h"

如果需要使用中断，则还需#include “in430.h”

各部分硬件驱动

LED

#include "led.h"

#include "io430g2553.h"

#include

int led_init(void)

{

/* 设定 LED 引脚为输出模式 */

P1DIR = LED_PIN_R;

P1OUT &= ~LED_PIN_R;

return 0;

}

int led_on(void)

{

/* 调用 API 输出低电平 */

P1OUT |= LED_PIN_R;

return 0;

}

int led_off(void)

{

/* 调用 API 输出高电平 */

P1OUT &= ~LED_PIN_R;

return 0;

}

int led_toggle(void)

{

/* 调用 API 读出当前电平然后输出相反电平 */

P1OUT ^= LED_PIN_R;

return 0;

}

PWM

#include "io430g2553.h"

#define DEADTIME 20 //预设死区时间，以TA的clk为单位

/*******设定TA输出IO口，目前设定为MSP430G2553，20Pin封装无TA0.2********/

#define TA01_SET P1SEL |= BIT6; P1DIR |= BIT6 //P1.6

#define TA02_SET P3SEL |= BIT0; P3DIR |= BIT0 //P3.0

#define TA11_SET P2SEL |= BIT2; P2DIR |= BIT2 //P2.2

#define TA12_SET P2SEL |= BIT4; P2DIR |= BIT4 //P2.4

#define TA01_OFF P1SEL&= ~BIT6 //P1.6

#define TA02_OFF P3SEL &= ~BIT0 //P3.0

#define TA11_OFF P2SEL &= ~BIT2 //P2.2

#define TA12_OFF P2SEL &= ~BIT4 //P2.4

char TA0_PWM_Init(char Clk,char Div,char Mode1,char Mode2)

{

TA0CTL =0; // 清除以前设置

switch(Clk) //为定时器TA选择时钟源

{

case 'A': case 'a': TA0CTL|=TASSEL_1; break; //ACLK

case 'S': case 's': TA0CTL|=TASSEL_2; break; //SMCLK

case 'E': TA0CTL|=TASSEL_0; break; //外部输入(TACLK)

case 'e': TA0CTL|=TASSEL_3; break; //外部输入(TACLK取反)

default : return(0); //设置参数有误，返回0

}

switch(Div) //为定时器TA选择分频系数

{

case 1: TA0CTL|=ID_0; break; //1

case 2: TA0CTL|=ID_1; break; //2

case 4: TA0CTL|=ID_2; break; //4

case 8: TA0CTL|=ID_3; break; //8

default : return(0); //设置参数有误，返回0

}

switch(Mode1) //为定时器选择计数模式

{

case 'F': case 'f': //普通PWM

TA0CTL |=MC_1; break; //主定时器为增计数

case 'B':case 'b':

TA0CTL |=MC_1; break; //主定时器为增计数

case 'D': case 'd': //死区PWM

TA0CTL |=MC_3; break; //主定时器为增减计数

default : return(0); //其他情况都是设置参数有误，返回0

}

switch(Mode1) //设置PWM通道1的输出模式。

{

case 'F': case 'f':

TA0CCTL1 = OUTMOD_7;

TA01_SET;

break;

case 'B': case 'b':

TA0CCTL1 = OUTMOD_3;

TA01_SET;

break;

case 'D': case'd':

TA0CCTL1 = OUTMOD_6;

TA01_SET;

break;

case '0':case 0: //如果设置为禁用

TA01_OFF; //TA0.1恢复为普通IO口

break;

default : return(0); //设置参数有误，返回0

}

switch(Mode2) //设置PWM通道2的输出模式。

{

case 'F': case 'f':

TA0CCTL2 = OUTMOD_7;

TA02_SET; break;

case 'B': case 'b':

TA0CCTL2 = OUTMOD_3;

TA02_SET;

break;

case 'D': case 'd':

TA0CCTL2 = OUTMOD_2;

TA02_SET;

break;

case '0':case 0: //如果设置为禁用

TA02_OFF; //TA0.1恢复为普通IO口

break;

default : return(0); //设置参数有误，返回0

}

return(1);

}

char TA0_PWM_SetPeriod(unsigned int Period)

{

if (Period>65535) return(0);

TA0CCR0 = 12000/Period;

return(1);

}

char TA0_PWM_SetPermill(char Channel,unsigned int Duty)

{

unsigned char Mod = 0;

unsigned int DeadPermill=0;

unsigned long int Percent=0; //防止乘法运算时溢出

Percent=Duty;

DeadPermill=((DEADTIME*1000)/TACCR0); //将绝对死区时间换算成千分比死区时间

switch (Channel) //先判断出通道的工作模式

{

case 1:

Mod = (TA0CCTL1& 0x00e0)>>5; break; //读取输出模式，OUTMOD0位于5-7位

case 2:

Mod = (TA0CCTL2 & 0x00e0)>>5; break; //读取输出模式，OUTMOD1位于5-7位

default: return(0);

}

switch(Mod) //根据模式设定TACCRx

{

case 2: case 6: /**死区模式2,6时，需要判断修正死区时间，且同时设定TA0CCR1/2 的值*/

{

if((1000-2*Percent)<=DeadPermill) //预留死区时间

Percent=(1000-DeadPermill)/2;

TA0CCR1=Percent*TA0CCR0/1000;

TA0CCR2= TA0CCR0-TA0CCR1;

break;

}

case 7:

{

if(Percent>1000) Percent=1000;

if(Channel==1) TA0CCR1=Percent* TA0CCR0/1000;

if(Channel==2) TA0CCR2=Percent* TA0CCR0/1000;

break;

}

case 3: //占空比一律为正脉宽，所以需要 TA0CCR0减去占空比

{

if(Percent>1000) Percent=1000;

if(Channel==1) TA0CCR1= TA0CCR0-Percent*TA0CCR0/1000;

if(Channel==2) TA0CCR2= TA0CCR0-Percent*TA0CCR0/1000;

break;

}

default: return(0);

}

return (1);

}

TA1的驱动函数与TA0相同

TA0_PWM_SetPeriod（）此函数中，TA0CCR0 = 12000/Period 的12k应该改为你所配置的低速外设时钟速度，才能获得正确的声音频率

BEEP

#include "beep.h"

#include

#include "io430g2553.h"

#include "TA_PWM.h"

int beep_init(void)

{

/* 初始化BEEP设备 */

// BCSCTL1 = CALBC1_8MHZ;

// DCOCTL = CALDCO_8MHZ;

/* TA0CTL = TASSEL_1 + MC_1 + ID_0; // //TA0设为增计数模式，时钟=ACLK */

return 0;

}

int beep_on(void)

{

//使能蜂鸣器对应的 PWM 通道

TA0_PWM_Init('A',1,'F',0);

return 0;

}

int beep_off(void)

{

//失能蜂鸣器对应的 PWM 通道

TA0_PWM_Init('A',1,0,0); //A 12kHz

return 0;

}

int beep_set(uint16_t freq, uint8_t volume)

{

// uint32_t period, pulse;

TA0_PWM_SetPeriod(freq);

/* 根据声音大小计算占空比蜂鸣器低电平触发 */

/*pulse = period - period / 100 * volume;*/

TA0_PWM_SetPermill(7,1000-10*volume);

return 0;

}

实现了pwm驱动之后蜂鸣器只需要这几个接口就能正常使用

KEY

#include "io430g2553.h"

#include "in430.h"

#include

void key_init(void)

{

P1REN |=BIT3;

P1OUT &= ~BIT3;

P1DIR &= ~BIT3;

P1REN |=BIT4;

P1OUT &= ~BIT4;

P1DIR &= ~BIT4;

P1REN |=BIT5;

P1OUT &= ~BIT5;

P1DIR &= ~BIT5;

}

void scan_key(void)

{

if(P1IN&BIT3)

{

__delay_cycles(10000);

NEXT_FLAG = 1;

while(P1IN&BIT3);

}

if(P1IN&BIT4)

{

__delay_cycles(10000);

STOP_FLAG = 1;

while(P1IN&BIT4);

}

if(P1IN&BIT5)

{

__delay_cycles(10000);

LAST_FLAG = 1;

while(P1IN&BIT5);

}

使用中断模式容易打断ADC模块的转换，所以采用了扫描模式来读取按键状态

ADC

#include "io430g2553.h"

#include "in430.h"

#include

float ADC_value=0;

float valum;

int volume_a;

void change_volume(void)

{

__delay_cycles(1000); // Wait for ADC Ref to settle

ADC10CTL0 |= ENC + ADC10SC; // Sampling and conversion start

__bis_SR_register(CPUOFF + GIE); // Low Power Mode 0 with interrupts enabled

ADC_value = ADC10MEM;

valum =((ADC_value-333.0)*100)/688.0; // Assigns the value held in ADC10MEM to the integer called ADC_value

volume_a=100-valum;

if(volume_a >= 90)volume_a = 90;

else if(volume_a <= 1)volume_a = 1;

}

void adc_init(void)

{

BCSCTL2 &= ~(DIVS_3); // SMCLK = DCO = 1MHz

P1SEL |= BIT7; // ADC input pin P1.7

ADC10CTL1 = INCH_7 + ADC10DIV_3 ; // Channel 3, ADC10CLK/3

ADC10CTL0 = SREF_0 + ADC10SHT_3 + ADC10ON + ADC10IE; // Vcc & Vss as reference, Sample and hold for 64 Clock cycles, ADC on, ADC interrupt enable

MSP430G2553 官方开发板音乐播放器

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