使用 for 循环的微控制器 p18f4520 的音频

Posted 2023-02-25

【中文标题】使用 for 循环的微控制器 p18f4520 的音频

【英文标题】：Audio tone for Microcontroller p18f4520 using a for loop

【发布时间】：2014-08-05 15:03:05

【问题描述】：

我正在使用 C 编程为微控制器 P18F4520 编程音频。 我正在使用 for 循环和延迟来执行此操作。我还没有学到任何其他方法，而且我必须使用 for 循环和延迟来为目标板生成音频。扬声器的端口位于 RA4。这是我到目前为止所做的。

#include <p18f4520.h>
#include <delays.h>
void tone (float, int);
void main()

ADCON1 = 0x0F;
TRISA = 0b11101111;

/*tone(38.17, 262); //C (1)
tone(34.01, 294); //D (2)
tone(30.3, 330); //E (3)
tone(28.57, 350); //F (4)
tone(25.51, 392); //G (5)
tone(24.04, 416); //G^(6)
tone(20.41, 490); //B (7)
tone(11.36, 880); //A (8)*/

tone(11.36, 880); //A (8)


void tone(float n, int cycles)

unsigned int i;
for(i=0; i<cycles; i++)
        
            PORTAbits.RA4 = 0;
            Delay10TCYx(n);
            PORTAbits.RA4 = 1;
            Delay10TCYx(n);
        

所以你可以看到我所做的是我创建了一个音调函数，其中 n 代表延迟，周期代表 for 循环中的周期数。我不确定我的计算是否正确，但到目前为止，这是我所做的，并且确实产生了音调。我只是不确定它是否真的是 A 音或 G 音等。我如何计算是首先我会找出频率音例如 A 音的频率为 440Hz。然后我会找到它的周期，它将是 1/440Hz。然后对于占空比，我希望音调只发出一半的蜂鸣声，即 50%，所以我将周期除以 2，即 (1/440Hz)/2 = 0.001136s 或 1.136ms。然后我将为微控制器 4*(1/2MHz) 计算 1 个周期的延迟，即 2µs。所以这意味着对于 1 个周期，它将延迟 2µs，比率将为 2µs:1cyc。因此，为了获得 1.136ms 的周期数，它将是 1.136ms:1.136ms/2µs，即 568 个周期。目前在这部分我已经询问了 n 中应该是什么，其中 n 在 Delay10TCYx(n) 中。我得到的是，只需将 10 乘以 11.36，对于音调 A，它将是 Delay10TCYx(11.36)。至于周期，我想延迟 1 秒，所以 1/1.136ms 即 880。这就是为什么在我的音调 A 方法中它是音调（11.36、880）。它会产生一个音调，我已经找到了音调的范围，但我不确定它们是否真的是音调 C D E F G G^ B A。

所以我的问题是 1. 我如何真正计算音 A 的延迟和频率？ 2. 对于“循环”的 for 循环的状态是循环数，但从我从问题 1 中得到的答案来看，我应该使用多少个循环来改变音调 A 的时间段？循环次数越多，音A的周期就越长？如果是这样，我怎么知道多长时间？ 3.当我使用函数播放音调时，与我在main方法中直接使用for循环时相比，它会以某种方式产生不同的音调。为什么会这样？ 4. 最后，如果我想停止代码，我该怎么做？我尝试过使用 for 循环，但它不起作用。

一个简单的解释会很好，因为我只是一个学生，正在从事一个使用 for 循环和延迟来产生音调的项目。我在其他地方搜索过人们使用不同的东西，如 WAV 或类似的东西，但我只是想知道如何使用 for 循环和音频延迟。

非常感谢您的帮助。

【参考方案1】：

首先，您需要了解如何以任意时间间隔生成中断的一般方法。这让您知道您可以在每 x 微秒内执行一次特定操作，[1-2]。

已有项目在 PIC 上播放特定音调（以赫兹为单位），就像您正在尝试做的那样，[3-4]。

接下来，您需要采用另一种方法来生成音调。对于您的 delay 函数，您实际上是在白白消耗 CPU，而实际上它可以做其他事情。你最好直接使用定时器中断，这样你就不会“通过空闲来烧CPU”。

实现此功能后，您只需知道您尝试生成的音符的相应频率，方法是使用公式从特定音符 [5] 生成频率，或使用查找表 [6]。

PIC timer0 产生 1 ms 或 1 sec 中断的过程是什么？，访问时间：2014-07-05，<http://www.edaboard.com/thread52636.html> PIC18 定时器简介——PIC 微控制器教程，访问时间：2014-07-05，<http://extremeelectronics.co.in/microchip-pic-tutorials/introduction-to-pic18s-timers-pic-microcontroller-tutorial/> 在 PIC16F87x 微控制器上生成铃声，访问时间：2014 年 7 月 5 日，<http://retired.beyondlogic.org/pic/ringtones.htm>http://retired.beyondlogic.org/pic/ringtones.htm AN655 - D/A 转换使用 PWM 和 R-2R 梯形图生成正弦波和 DTMF 波形，访问时间：2014 年 7 月 5 日，<http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en011071> 频率表方程，访问时间：2014-07-05，<http://www.phy.mtu.edu/~suits/NoteFreqCalcs.html> 等律音阶的频率，A4 = 440 Hz，于 2014 年 7 月 5 日访问，<http://www.phy.mtu.edu/~suits/notefreqs.html>

【参考方案2】：

如何计算延迟周期数以获得 440Hz 的音调？我会假设你的时钟速度是 1/2MHz 或 500kHz，正如你在问题中所写的那样。

1) 500kHz 时钟速度对应于每 2us 一个 tic。由于一个周期是 4 个时钟 tic，一个周期持续 8 us。

2) 440Hz 的频率对应于 2.27ms 或 2270us 或 283 个周期的周期。

3) 每个周期调用两次延迟，因此 A 的延迟应该是大约 141 个周期。

关于你的音调函数......当你编译你的代码时，你必须面对某种警告，比如warning: (42) implicit conversion of float to integer......延迟函数的原型是void Delay10TCYx(unsigned char);：它需要一个无符号字符，而不是一个浮子。你不会得到任何浮点精度。你可以试试这样的：

void tone(unsigned char n, unsigned int cycles)

  unsigned int i;
  for(i=0; i<cycles; i++)
    
        PORTAbits.RA4 = 0;
        Delay1TCYx(n);
        PORTAbits.RA4 = 1;
        Delay1TCYx(n);
    

为了准确，我改成了Delay1TCYx()。现在，1 秒的 A 调将是 tone(141,440)。 1 秒的 880Hz 音调将是 tone(70,880)。

总是有一个while(1) 是关于 PIC 的所有示例...如果您只需要在开始时发出一声哔哔声，请执行以下操作：

void main()

  ADCON1 = 0x0F;
  TRISA = 0b11101111;

  tone(141,440);
  tone(70,880);
  tone(141,440);

  while(1)

  

关于嵌入函数时的音调变化，请记住，每个操作至少需要一个周期。调用函数可能需要几个周期。也许声明static inline void tone (unsigned char, int) 会是件好事……

然而，正如@Dogbert 所暗示的那样，使用delays.h 对于初学者来说是一个好的开始，但不要习惯它！微控制器有很多功能可以避免计数并节省一些时间进行有用的计算。

timers：把它想象成一个闹钟。 18f4520 有 4 个。 中断：PIC 停止当前操作，执行为此中断指定的代码，擦除标志并返回其先前的任务。计时器可以触发中断。 PWM 脉冲波调制。 18f4520 有 2 个。基本上，它会产生你的信号！