基于msp430G2553的低频方波频率、占空比、峰峰值测量函数

2020-02-12 来源：eefocus

使用的平台是TI公司的launch pad，频率和占空比已经实现，峰峰值还有有待改进

1、主函数部分：

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

* _ooOoo_ *

* o8888888o *

* 88' . '88 *

* (| -_- |) *

* O = /O *

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*======`-.____`-.________/___.-`____.-'======*

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*^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^*

* No bug forever *

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

* 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

#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] }

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

#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