27.7

實(shí)驗(yàn)2：PWM輸出

27.7.1

硬件設(shè)計(jì)

本次實(shí)驗(yàn)需要使用到LED燈來展示定時的效果，LED燈具體的電路講解請讀者參考本教程：8.4.實(shí)驗(yàn)：使用寄存器點(diǎn)亮LED燈。

注

本實(shí)驗(yàn)僅用到LED1~3當(dāng)中的其中一盞。

野火啟明6M5開發(fā)板例程使用的PWM輸出引腳為額外引出的IO引腳：P600，如下圖所示。

注

野火啟明6M5開發(fā)板例程使用的PWM輸出引腳為額外引出的IO引腳：P600（GTIOC6B）。

野火啟明4M2開發(fā)板例程使用的PWM輸出引腳為額外引出的IO引腳：P405（GTIOC1A）。

野火啟明2L1開發(fā)板例程使用的PWM輸出引腳為額外引出的IO引腳：P115（GTIOC4A）。

27.7.2

軟件設(shè)計(jì)

27.7.2.1

新建工程

由于本實(shí)驗(yàn)需要用到LED，也會用到串口打印提示信息，因此我們在前面串口通信章節(jié)的“實(shí)驗(yàn)1：UART收發(fā)回顯”例程的基礎(chǔ)上修改程序。

對于e2studio開發(fā)環(huán)境：拷貝一份我們之前的e2s工程“19_UART_Receive_Send”，然后將工程文件夾重命名為“27_GPT_PWM_Output”，最后再將它導(dǎo)入到我們的e2studio工作空間中。

對于Keil開發(fā)環(huán)境：拷貝一份我們之前的Keil工程“19_UART_Receive_Send”，然后將工程文件夾重命名為“27_GPT_PWM_Output”，并進(jìn)入該文件夾里面雙擊Keil工程文件，打開該工程。

工程新建好之后，在工程根目錄的“src”文件夾下面新建“gpt”文件夾，再進(jìn)入“gpt”文件夾里面新建源文件和頭文件：“bsp_gpt_pwm_output.c”和“bsp_gpt_pwm_output.h”。工程文件結(jié)構(gòu)如下。

列表5：文件結(jié)構(gòu)

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27_GPT_PWM_Output
├─ ......
└─src
 ├─ led
 │ ├─ bsp_led.c
 │ └─ bsp_led.h
 ├─ debug_uart
 │ ├─ bsp_debug_uart.c
 │ └─ bsp_debug_uart.h
 ├─ gpt
 │ ├─ bsp_gpt_pwm_output.c
 │ └─ bsp_gpt_pwm_output.h
 └─ hal_entry.c

27.7.2.2

FSP配置

下面以野火啟明6M5開發(fā)板為例來講解相關(guān)的FSP配置。

因?yàn)镻WM輸出需要使用IO引腳進(jìn)行輸出，因此需要先在“Pins”配置頁中為GPT配置引腳，我們將GPT6的GTIOC6B信號輸出連接到P600引腳，如下圖所示。

然后在“Stacks”配置頁中加入GPT模塊，并對其作如下圖所示的配置。

上圖中框起來的部分是需要我們?nèi)バ薷牡膮^(qū)域，其他的配置屬性按照默認(rèn)即可。圖中需要更改的配置如下：

Pin Output Support：這一項(xiàng)配置允許輸出PWM信號到引腳，我們改為使能引腳輸出。

Name和Channel：這兩項(xiàng)分別設(shè)置GPT模塊名字為“g_timer_gpt6”和選擇第6個GPT定時器（第6個通道）。

Mode：配置GPT的工作模式為PWM輸出模式。

Period和Period Unit：我們將PWM頻率設(shè)為20KHz，因此“Period”設(shè)置為20，單位“Period Unit”設(shè)置為Kilohertz，即千赫茲（KHz）。

GTIOCB Output Enabled：使能GTIOCB輸出。

GTIOCB Stop Level：設(shè)置定時器停止時GTIOCB輸出的電平為低電平。

GTIOC6B：選擇連接到P600引腳，這個軟件會自動設(shè)置的，我們只要確認(rèn)了就好。

GPT的“Output”部分的屬性描述如下表所示。

表6：GPT屬性描述：“Output“部分

點(diǎn)擊可查看大圖

27.7.2.3

GPT初始化函數(shù)

列表6：GPT初始化函數(shù)

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voidGPT_PWM_Init(void)
{
/* 初始化GPT 模塊*/
R_GPT_Open(&g_timer_gpt6_ctrl, &g_timer_gpt6_cfg);
/* 啟動GPT 定時器*/
R_GPT_Start(&g_timer_gpt6_ctrl);
/* 重新設(shè)置占空比為80% */
GPT_PWM_SetDuty(80);
}

27.7.2.4

設(shè)置PWM占空比函數(shù)

列表7：設(shè)置PWM占空比函數(shù)

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/** 自定義函數(shù)：設(shè)置PWM 占空比
 @param duty 占空比范圍：0~100 %
*/
voidGPT_PWM_SetDuty(uint8_tduty)
{
timer_info_tinfo;
uint32_tcurrent_period_counts;
uint32_tduty_cycle_counts;
if(duty >100)
  duty =100;//限制占空比范圍：0~100
/* 獲得GPT 的信息*/
R_GPT_InfoGet(&g_timer_gpt6_ctrl, &info);
/* 獲得計(jì)時器一個周期需要的計(jì)數(shù)次數(shù)*/
 current_period_counts = info.period_counts;
/* 根據(jù)占空比和一個周期的計(jì)數(shù)次數(shù)計(jì)算GTCCR 寄存器的值*/
 duty_cycle_counts = (uint32_t)(((uint64_t) current_period_counts *?
 ,→duty) /100);
/* 最后調(diào)用FSP 庫函數(shù)設(shè)置占空比*/
R_GPT_DutyCycleSet(&g_timer_gpt6_ctrl, duty_cycle_counts, GPT_IO_PIN_
,→GTIOCB);
}

27.7.2.5

hal_entry入口函數(shù)

列表8：hal_entry入口函數(shù)

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/* 用戶頭文件包含*/
#include"led/bsp_led.h"
#include"debug_uart/bsp_debug_uart.h"
#include"gpt/bsp_gpt_pwm_output.h"




voidhal_entry(void)
{
 /*TODO:add your own code here *//* TODO： 在這里添加你自己的代碼 */
 LED_Init();// LED 初始化
 Debug_UART4_Init();// SCI4 UART 調(diào)試串口初始化
 GPT_PWM_Init();// GPT 初始化
 
 printf("這是一個GPT 的PWM 輸出功能實(shí)驗(yàn)
");
 printf("使用示波器測量P600 輸出的PWM 波形
");
 
 // LED1 閃爍指示程序正在運(yùn)行...
 while(1)
  {
    LED1_ON;
   R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);
    LED1_OFF;
   R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);
  }
#ifBSP_TZ_SECURE_BUILD
 /* Enter non-secure code */
 R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

27.7.3

下載驗(yàn)證

以野火啟明6M5開發(fā)板為例，編譯并下載程序后，復(fù)位開發(fā)板使程序重新運(yùn)行，然后使用示波器測量P600引腳輸出的PWM波形。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象如下。

頻率20KHz，占空比為50%的PWM波形：

頻率20KHz，占空比為80%的PWM波形：

小技巧

人眼對于每11毫秒閃爍一次（約83赫茲）基本感覺不到閃爍，每13毫秒閃爍一次（約66赫茲）感覺到輕微頻閃。那么我們平時見到的LED燈，當(dāng)它的頻率大于50Hz的時候，人眼就會產(chǎn)生視覺暫留效果，基本就看不到閃爍了，而是一個常亮的LED燈。因此，我們可以通過PWM讓LED高頻閃爍，并控制PWM占空比實(shí)現(xiàn)LED的亮度變化，通過這個原理可以實(shí)現(xiàn)呼吸燈的效果，感興趣的讀者可自行嘗試去實(shí)現(xiàn)它。