
1.概述
本篇文章主要介紹如何使用e2studio對(duì)瑞薩單片機(jī)外部中斷進(jìn)行輸入捕獲,同時(shí)通過定時(shí)器計(jì)算其頻率和占空比,同時(shí)輸入一個(gè)PWM驗(yàn)證是否正確。
2.硬件準(zhǔn)備
首先需要準(zhǔn)備一個(gè)開發(fā)板,這里我準(zhǔn)備的是芯片型號(hào) R7FA2L1AB2DFL 的開發(fā)板。
3.新建工程

4.工程模板

5.保存工程路徑

6.芯片配置
本文中使用R7FA2L1AB2DFL來進(jìn)行演示。

7
7.工程模板選擇

8.選擇定時(shí)器

時(shí)鐘源在這設(shè)置的是PCKLD 48M 。
可以通過修改該頻率來修改占空比頻率。

9.PWM(脈沖寬度調(diào)制)
脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式,根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管基極或MOS管柵極的偏置,來實(shí)現(xiàn)晶體管或MOS管導(dǎo)通時(shí)間的改變,從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定,是利用微處理器的數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。脈沖寬度調(diào)制是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù),廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。
在瑞薩RA系列MCU中有兩種定時(shí)器,一種是通用PWM定時(shí)器GPT,另外一種是異步通用定時(shí)器AGT。
頻率=主頻/period
+占空比=cycle/period

10.定時(shí)器配置
點(diǎn)擊Stacks->New Stack->Driver->Timers->Timer Driver on r_gpt。

11.定時(shí)器輸出PWM配置
設(shè)置PWM輸出,輸出頻率為1kHz,占空比為80%。

12.定時(shí)器輸入捕獲配置
點(diǎn)擊Stacks->New Stack->Driver->Timers->Timer Driver on r_gpt。

設(shè)置定時(shí)器制作計(jì)數(shù)器配置,由于不需要對(duì)上升沿和下降沿進(jìn)行捕獲,故只需配置為計(jì)數(shù)模式即可。

13.IRQ配置
點(diǎn)擊Stacks->New Stack->Driver->Input -> External IRQ Driver on r_icu 。

14.IRQ屬性配置
由于需要計(jì)算頻率和占空比,故需要設(shè)置觸發(fā)方式為雙邊觸發(fā)的模式。

15.設(shè)置e2studio堆棧

16.e2studio的重定向printf設(shè)置

C++ 構(gòu)建->設(shè)置->GNU ARM Cross C Linker->Miscellaneous去掉Other linker flags中的 “--specs=rdimon.specs”

17.UART配置
點(diǎn)擊Stacks->New Stack->Driver->Connectivity -> UART Driver on r_sci_uart。

18.UART屬性配置
配置串口,用于打印數(shù)據(jù)。

19.printf輸出重定向到串口
打印最常用的方法是printf,所以要解決的問題是將printf的輸出重定向到串口,然后通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
注意一定要加上頭文件#include
#ifdef __GNUC__ //串口重定向
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
err = R_SCI_UART_Write(&g_uart0_ctrl, (uint8_t *)&ch, 1);
if(FSP_SUCCESS != err) __BKPT();
while(uart_send_complete_flag == false){}
uart_send_complete_flag = false;
return ch;
}
int _write(int fd,char *pBuffer,int size)
{
for(int i=0;i;i++)>
20.工程文件
打開hal_entry.c,可以看到在hal_entry函數(shù)內(nèi),注釋著可以在這輸入自己的代碼。

21.占空比與頻率計(jì)算

占空比=(t1-t0)/(t2-t0)
頻率=(t2-t0)/時(shí)鐘頻率= =(t2-t0)/48M
22.回調(diào)函數(shù)exit4_callback()
由于設(shè)置了上升沿和下降沿都會(huì)進(jìn)入回調(diào)函數(shù)中,故需要判斷引腳電平來判斷是屬于高電平還是低電平。
bsp_io_level_t p_port_value_port_111;
/*讀取端口電平狀態(tài),如果是低電平則發(fā)生的是下降沿,高電平則是上升沿*/
R_IOPORT_PinRead(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_01_PIN_11, &p_port_value_port_111);
周期需要2個(gè)上升沿去判斷,設(shè)定第一個(gè)上升沿time_flag由0變?yōu)?,則第二個(gè)上升沿則為time_flag由1變?yōu)?.
計(jì)算周期需要注意定時(shí)器周期計(jì)數(shù)器溢出,若存在time_flag= 0->1讀取的計(jì)數(shù)值大于time_flag= 1->0讀取的計(jì)數(shù)值,則一個(gè)周期為g_capture_num=current_period_counts+g_capture_num1-g_capture_num0。
若沒有溢出,則g_capture_num=g_capture_num1-g_capture_num0。

頻率則需要計(jì)算下降沿到time_flag=1的一個(gè)周期,在除以g_capture_num(48M)。
計(jì)算頻率需要注意定時(shí)器周期計(jì)數(shù)器溢出,若存在time_flag= 0->1讀取的計(jì)數(shù)值大于g_capture_duty_cycle_num0讀取的計(jì)數(shù)值,則一個(gè)周期為g_capture_num=current_period_counts+g_capture_num1-g_capture_num0。若沒有溢出,則g_capture_duty_cycle_num=g_capture_duty_cycle_num0-g_capture_num0。

23.代碼
#include "hal_data.h"
#include
FSP_CPP_HEADER
void R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);
FSP_CPP_FOOTER
fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
volatile bool uart_send_complete_flag = false;//串口發(fā)送完畢標(biāo)志位
volatile bool time_flag = 0;//上升沿標(biāo)志位
volatile uint64_t g_capture_num =0;//兩個(gè)上升沿之間的周期
volatile uint64_t g_capture_num0 =0;//第0個(gè)上升沿定時(shí)器計(jì)數(shù)值
volatile uint64_t g_capture_num1 =0;//第1個(gè)上升沿定時(shí)器計(jì)數(shù)值
volatile uint64_t g_capture_frequency = 0;//頻率
volatile float g_capture_duty_cycle =0;//占空比
volatile int g_capture_duty_cycle_num =0;//+占空比周期
volatile uint64_t g_capture_duty_cycle_num0 =0;//下降沿定時(shí)器計(jì)數(shù)值
void user_uart_callback (uart_callback_args_t * p_args)
{
if(p_args->event == UART_EVENT_TX_COMPLETE)
{
uart_send_complete_flag = true;
}
}
#ifdef __GNUC__ //串口重定向
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
err = R_SCI_UART_Write(&g_uart0_ctrl, (uint8_t *)&ch, 1);
if(FSP_SUCCESS != err) __BKPT();
while(uart_send_complete_flag == false){}
uart_send_complete_flag = false;
return ch;
}
int _write(int fd,char *pBuffer,int size)
{
for(int i=0;i=g_capture_num0)
g_capture_num=g_capture_num1-g_capture_num0;
else
g_capture_num=current_period_counts+g_capture_num1-g_capture_num0;
g_capture_frequency= frequency/g_capture_num;//計(jì)算頻率
}
}
else
{
if(time_flag==1)
{
g_capture_duty_cycle_num0=status.counter;
if(g_capture_duty_cycle_num0>=g_capture_num0)
g_capture_duty_cycle_num=g_capture_duty_cycle_num0-g_capture_num0;
else
g_capture_duty_cycle_num=current_period_counts+g_capture_duty_cycle_num0-g_capture_num0;
g_capture_duty_cycle=(g_capture_duty_cycle_num*100/(float)g_capture_num);//占空比
}
}
}
void hal_entry(void)
{
/* TODO: add your own code here */
err = R_SCI_UART_Open(&g_uart0_ctrl, &g_uart0_cfg);
assert(FSP_SUCCESS == err);
/* Initializes the module. */
err = R_GPT_Open(&g_timer0_ctrl, &g_timer0_cfg);
/* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
assert(FSP_SUCCESS == err);
/* Start the timer. */
(void) R_GPT_Start(&g_timer0_ctrl);
/* Enable captures. Captured values arrive in the interrupt. */
(void) R_GPT_Enable(&g_timer0_ctrl);
/* Initializes the module. */
err = R_GPT_Open(&g_timer1_ctrl, &g_timer1_cfg);
/* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
assert(FSP_SUCCESS == err);
/* Start the timer. */
(void) R_GPT_Start(&g_timer1_ctrl);
/* Configure the external interrupt. */
fsp_err_t err = R_ICU_ExternalIrqOpen(&g_external_irq4_ctrl, &g_external_irq4_cfg);
assert(FSP_SUCCESS == err);
/* Enable the external interrupt. */
/* Enable not required when used with ELC or DMAC. */
err = R_ICU_ExternalIrqEnable(&g_external_irq4_ctrl);
assert(FSP_SUCCESS == err);
while(1)
{
printf("frequency= %lld,duty cycle=%f\n",g_capture_frequency,g_capture_duty_cycle);
g_capture_num=0;
g_capture_duty_cycle=0;
R_BSP_SoftwareDelay (200, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
}
#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
/* Enter non-secure code */
R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
};i++)>
24.結(jié)果演示

頻率1K 占空比80%


頻率4K 占空比30%

25.視頻教學(xué)
視頻教學(xué)稍后會(huì)在B站官方賬號(hào)更新,請(qǐng)留意B站視頻更新~

原創(chuàng):By RA_Billy Xiao
原文標(biāo)題:瑞薩e2studio----外部中斷&定時(shí)器配置輸入捕獲測(cè)量頻率
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