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(guò)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(kāi)發(fā)板，這里我準(zhǔn)備的是芯片型號(hào) R7FA2L1AB2DFL 的開(kāi)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(lái)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(guò)修改該頻率來(lái)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(lái)調(diào)制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來(lái)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(kāi)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(lái)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(wèn)題是將printf的輸出重定向到串口，然后通過(guò)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(kāi)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(lái)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(méi)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(méi)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

文章出處：【微信公眾號(hào)：RA生態(tài)工作室】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。