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无缘蜂鸣器——stm32定时器PWM实现控制发出“哆瑞咪发…“七个音及简单音乐

一、有缘蜂鸣器和无缘蜂鸣器

所谓的有源蜂鸣器是指蜂鸣器内部内置振荡电路,一通电就能响。但发生频率固定,音色单一;无源蜂鸣器内部不含振荡源,内部结构相当于电磁场扬声器,可以通过给他输出一定频率的信号才能发声。人耳能听到的频率范围在20Hz–20kHz之间,通过STM32的GPIO引脚快速切换高低电平输出就能实现无源蜂鸣器的发声,切换的频率不同,发出的音调就不一样。需要外部提供2~5khz左右的方波。

二、"哆瑞咪发…"的实现

每个音节都有不用的频率可以发出不同的声音

//Do Re Mi Fa So La Si

根据 f=72MHZ/[(arr+1)(psc+1)]公式(频率确定后,再通过寄存器TIMX->CCRY寄存器来确定通道Y的占空比。计数器向上计数时,当计数器的值比CCR寄存器值小时输出低电平,比它大时就输出高电平,高电平占总周期的时间就是占空比。)来实现发出不同的音调。

三、程序

1.timer.c

1.1//通用定时器3中断初始化
//这里时钟选择为APB1的2倍,而APB1为36M
//arr:自动重装值。
//psc:时钟预分频数
//这里使用的是定时器3!

void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能

	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	 计数到5000为500ms
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  10Khz的计数频率  
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	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
 
	TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断

	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  //TIM3中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先占优先级0级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //从优先级3级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器

	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIMx外设
}
//定时器3中断服务程序
void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中断
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源 
		{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源 
		//LED1=!LED1;
		}
}

1.2//TIM3 PWM部分初始化 
//PWM输出初始化
//arr:自动重装值
//psc:时钟预分频数

void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{  
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
	

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);	//使能定时器3时钟
 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟
	
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射  TIM3_CH2->PB5    
 
   //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM3 CH2的PWM脉冲波形	GPIOB.5
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
 
   //初始化TIM3
	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
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	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
	
	//初始化TIM3 Channel2 PWM模式	 
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
//  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=50;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
	TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2

	TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器
 
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3
}

STM32单片机上有很多I/O口,也有很多的内置外设,这些内置外设基本都是与I/O口共用管脚的,也就是I/O管脚的复用功能。除了I/O管脚的复用功能外,很多复用内置的外设的I/O引脚可以通过重映射功能,即从不同的管脚引出,即复用功能的引脚和重映射的引脚是可通过软件配置改变的。

2.main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "beep.h"
#include "timer.h"

 int main(void)
 {
	 int a[7]={19,34,14,13,24,21,18};//创建数组,arr
	 int i=0;
 	vu8 key=0;	
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
 	LED_Init();			     //LED端口初始化
	KEY_Init();          //初始化与按键连接的硬件接口
	BEEP_Init();         	//初始化蜂鸣器端口
	while(1)
	{
 		key=KEY_Scan(0);	//得到键值
	   	if(key)
		{						   
			switch(key)
			{				 
				case WKUP_PRES:	//控制蜂鸣器
				TIM3_PWM_Init(a[i],7199);
				TIM_SetCompare2(TIM3,a[i]/2);
				i++;
				break;
			}
		}else delay_ms(10); 
		if(i==7)
			{
				i=0;
			}
	}	 
}

四、简单音乐

两只老虎简谱

 //2/4叫四二拍 以四分音符为一拍,每小节有2拍,叫做2/4拍,一小节里有两拍,所以这里假设一拍是1000ms,则一个数字就是125ms

1.main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "beep.h"
#include "timer.h"

 int main(void)
 {
	int a[32]={38,34,30,38,38,34,30,38,30,28,
		         25,30,28,25,25,22,25,28,30,38,
	           25,22,25,28,30,38,38,51,38,38,
	           51,38};//创建数组,f=72MHZ/[(arr+1)(psc+1)]求出的arr
	int b[32]={500,500,500,500,500,500,500,500,500,500,
		         1000,500,500,1000,250,250,250,250,500,500,
	           250,250,250,250,500,500,500,500,1000,500,
	           500,1000};创建数组,每一节拍延时
	int i=0;
	int j=0;
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
 	LED_Init();			     //LED端口初始化
	KEY_Init();          //初始化与按键连接的硬件接口
	BEEP_Init();         	//初始化蜂鸣器端口
	while(1)
	{
		TIM3_PWM_Init(a[i],7199);
		TIM_SetCompare2(TIM3,a[i]/2);
		delay_ms(b[j]);
		i++;
		j++;
		if(i==32&&j==32)
			{
				//i=0,j=0;
				break;
			}
			delay_ms(10);
	}
} 

最后就完成了两只老虎的简单音乐,方法适用于简单的简谱(如小星星,蓝精灵等)。


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