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ch32v003で電子オルゴール　その2

2025-02-07 20:40:42 | ch32v003

A tiny MML parserを使用した電子オルゴールその２です。

発音にDDS方式で正弦波を発生させ、エンベローブのデータを掛け合わせ、少しでもオルゴールの音質を再現できるようにしました。DA変換にはPWM方式を用いています。出力値を矩形波のON-OFFから中間値(256段階)をとることができるので、和音の出力も可能です。

//                       CH32V003J4M6
//                          +------+
//  signal <-- TIM1_CH2/PA1-+1    8+-PD1/SWIO
//                      GND-+2    7+-PC4/TIM1_CH4 --> signal
//                      PA2-+3    6+-PC2
//                      VDD-+4    5+-PC1
//                          +------+
// 電子オルゴール
// A tiny MML parser(https://cubeatsystems.com/tinymml/)を使用
// song.hはA tiny MML parserの/src/ample/arduino_chord_exampleにあるもの
// Direct Digital Synthesizer (DDS)方式で発音する
// 和音再生可能
// サンプリング周波数　31250Hz

#include "ch32v003fun.h"
#include <stdio.h>
#include "mml.h"
#include "song.h"

//　エンベローブデータ
const int8_t envData[] = 
{
    127,  60,  80,  90, 100, 110, 127, 127, 127, 127, 127, 110, 100,  90,  80,  75,
     73,  71,  69,  67,  65,  63,  61,  59,  57,  55,  54,  52,  50,  48,  47,  45,
     43,  42,  40,  39,  37,  36,  34,  33,  31,  30,  29,  27,  26,  25,  24,  22,
     21,  20,  19,  18,  17,  16,  15,  14,  13,  12,  11,  10,  10,   9,   8,   7,
      7,   6,   6,   5,   4,   4,   3,   3,   2,   2,   2,   1,   1,   0
};
// sin波テーブル
const int8_t sinData[256] = 
{
    0,     3,    6,    9,   12,   15,   18,   21,   24,   28,   31,   34,   37,   40,   43,   46,
   48,    51,   54,   57,   60,   63,   65,   68,   71,   73,   76,   78,   81,   83,   85,   88,
   90,    92,   94,   96,   98,  100,  102,  104,  106,  107,  109,  111,  112,  114,  115,  116,
   118,  119,  120,  121,  122,  123,  123,  124,  125,  125,  126,  126,  126,  127,  127,  127,
   127,  127,  127,  127,  126,  126,  125,  125,  124,  124,  123,  122,  121,  120,  119,  118,
   117,  116,  114,  113,  111,  110,  108,  107,  105,  103,  101,   99,   97,   95,   93,   91,
    89,   87,   84,   82,   79,   77,   74,   72,   69,   67,   64,   61,   58,   56,   53,   50,
    47,   44,   41,   38,   35,   32,   29,   26,   23,   20,   17,   14,   10,    7,    4,    1,
    -2,   -5,   -8,  -11,  -15,  -18,  -21,  -24,  -27,  -30,  -33,  -36,  -39,  -42,  -45,  -48,
   -51,  -54,  -57,  -59,  -62,  -65,  -68,  -70,  -73,  -75,  -78,  -80,  -83,  -85,  -88,  -90,
   -92,  -94,  -96,  -98, -100, -102, -104, -106, -108, -109, -111, -112, -114, -115, -117, -118,
  -119, -120, -121, -122, -123, -124, -125, -125, -126, -126, -127, -127, -128, -128, -128, -128,
  -128, -128, -128, -127, -127, -127, -126, -126, -125, -124, -124, -123, -122, -121, -120, -119,
  -117, -116, -115, -113, -112, -110, -108, -107, -105, -103, -101,  -99,  -97,  -95,  -93,  -91,
   -89,  -86,  -84,  -82,  -79,  -77,  -74,  -72,  -69,  -66,  -64,  -61,  -58,  -55,  -52,  -49,
   -47,  -44,  -41,  -38,  -35,  -32,  -29,  -25,  -22,  -19,  -16,  -13,  -10,   -7,   -4,    0,
};
// 音階データ
const uint16_t notefreq[] = 
{
       67,   71,   75,   79,   84,   89,   94,  100,  106,  112,  119,  126,
      133,  141,  150,  159,  168,  178,  189,  200,  212,  224,  238,  252,
      267,  283,  299,  317,  336,  356,  377,  400,  423,  448,  475,  503,
      533,  565,  599,  634,  672,  712,  754,  799,  847,  897,  950, 1007,
     1067, 1130, 1197, 1268, 1344, 1424, 1508, 1598, 1693, 1794, 1900, 2013,
     2133, 2260, 2394, 2537, 2688, 2848, 3017, 3196, 3386, 3588, 3801, 4027,
     4266, 4520, 4789, 5074, 5375, 5695, 6034, 6392, 6773, 7175, 7602, 8054,
     8533, 9040, 9578,10147,10751,11390,12067,12785,13545,14351,15204,16108,
    17066,18081,19156,20295,21502,22780,24135,25570,27090,28701,30408,32216,
};

typedef struct
{
    uint32_t bpm;
    uint32_t bticks;
} NOTE;

// TIM1をコPWMモードで初期化
// Output pin CH4(PC4)
#define TIM1_DEFAULT 0x00
void t1pwm_init(void)
{
    // クロック供給 GPIOC and TIM1
    RCC->APB2PCENR |= RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_TIM1;
    // PC4 is T1CH4, 10MHz Output alt func, push-pull
    GPIOC->CFGLR &= ~(0xf << (4 * 4));
    GPIOC->CFGLR |= (GPIO_Speed_10MHz | GPIO_CNF_OUT_PP_AF) << (4 * 4);
    GPIOA->CFGLR &= ~(0xf << (4 * 1));
    GPIOA->CFGLR |= (GPIO_Speed_10MHz | GPIO_CNF_OUT_PP_AF) << (4 * 1); // TIM1のリセット
    RCC->APB2PRSTR |= RCC_APB2Periph_TIM1;
    RCC->APB2PRSTR &= ~RCC_APB2Periph_TIM1;

    // SMCFGR: 入力の初期値　CK_INT
    // プリスケーラ設定　分周比は設定値+1
    TIM1->PSC = 5;
    // PWM幅の設定　8bit
    TIM1->ATRLR = 255;
    // 48MHz/(5+1)(PSC)/256(ATRLR) = 31250Hz PWM周波数

    // TIM_OC4M_2 | TIM_OC4M_1 PWM1モード設定
    // TIM_OC4PE オートリロード設定
    TIM1->CHCTLR1 |= TIM_OC2M_2 | TIM_OC2M_1 | TIM_OC2PE;
    TIM1->CHCTLR2 |= TIM_OC4M_2 | TIM_OC4M_1 | TIM_OC4PE;
    // ATRLRレジスタ オートリロード
    TIM1->CTLR1 |= TIM_ARPE;

    // Enable Channel outputs, set default state (based on TIM1_DEFAULT)
    TIM1->CCER |= TIM_CC4E | (TIM_CC4P & TIM1_DEFAULT);
    TIM1->CCER |= TIM_CC2E | (TIM_CC2P & ~TIM1_DEFAULT);
    // アップデートで割り込み発生
    TIM1->DMAINTENR |= TIM_UIE;
    // TIM1割り込み許可
    NVIC_EnableIRQ(TIM1_UP_IRQn);
    // 設定反映
    TIM1->SWEVGR |= TIM_UG;
    // TIM1 出力許可
    TIM1->BDTR |= TIM_MOE;
    // 出力変化しない
    TIM1->CH4CVR = TIM1->ATRLR + 1;
    TIM1->CH2CVR = TIM1->ATRLR + 1;
    // TIM2スタート
    TIM1->CTLR1 |= TIM_CEN;
}

// 最大同時発音数
#define MAX_NOTES 4
// 周波数の増加分
volatile uint16_t FrqDiff[MAX_NOTES];
// 発音時間　エンベローブ計算用
volatile uint16_t otime[MAX_NOTES];

//　タイマ割り込み
void TIM1_UP_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt));
void TIM1_UP_IRQHandler(void)
{
    // Clear the trigger state for the next IRQ
    TIM1->INTFR = 0x00000000;

    uint8_t phase, envc;
    static uint16_t sinCount[MAX_NOTES];
    int datasum = 0;

    for(int i=0;i<MAX_NOTES;i++) {
        sinCount[i] = sinCount[i] + FrqDiff[i];
        if (FrqDiff[i]==0)
            sinCount[i] = 0;
        phase = sinCount[i] >> 8; // 位相はsinCountの上位8bit
                                          // phaseは256あるのでオーバーフローしない
        envc = otime[i] >> 8;
        if (envc < 78)
        {
            datasum += ((int)envData[envc]) * ((int)sinData[phase]);
        }
        otime[i]++;
    }
    datasum = datasum >> 6; //ボリューム調整
    if (datasum > 127)
    {
        datasum = 127;
    }
    else if (datasum < -128)
    {
        datasum = -128;
    }
    TIM1->CH4CVR = TIM1->CH2CVR = 128 + datasum;
}

// 設定した周波数の矩形波(デューティ50%)を出力
//   frq : 周波数
//   tim : 出力する時間[msec]
void tone(uint32_t freq, uint32_t tim)
{
    static uint16_t freqlist[MAX_NOTES];
    static int count = 0;
    if (freq == 0)
    {
        // 出力停止 無音
        for (int i = 0; i < MAX_NOTES; i++)
        {
            FrqDiff[i] = 0;
            otime[i] = 0;
        }
        Delay_Ms(tim);
        count = 0;
        return;
    }
    if (tim == 0)
    {
        if (count < MAX_NOTES)
        {
            freqlist[count] = freq;
            count++;
        }
    }
    else
    {
        // 出力周波数設定
        if (count == 0) // 単音
        {
            for (int i = 0; i < MAX_NOTES; i++)
            {
                FrqDiff[i] = 0;
                otime[i] = 0;
            }
            FrqDiff[0] = freq;
        }
        else            // 和音
        {
            for (int i = 0; i < MAX_NOTES; i++)
            {
                FrqDiff[i] = freqlist[i];
                otime[i] = 0;
            }
        }
    }
    Delay_Ms(tim);
    // 出力停止
    for (int i = 0; i < MAX_NOTES; i++)
    {
        FrqDiff[i] = 0;
        freqlist[i] = 0;
    }
    count = 0;
}

static uint32_t get_note_length_ms(NOTE *p, uint32_t note_ticks)
{
    return (60000) * note_ticks / p->bpm / p->bticks;
}

void note_init(NOTE *p, int bpm, int bticks)
{
    p->bpm = bpm;
    p->bticks = bticks;
}

void note_tone(NOTE *p, int number, int ticks)
{
    uint16_t freq = notefreq[number];
    uint32_t ms = get_note_length_ms(p, ticks);
    tone(freq, ms);
}

void note_rest(NOTE *p, int ticks)
{
    uint32_t ms = get_note_length_ms(p, ticks);
    tone(0, ms);
}

NOTE note;
MML mml;
MML_OPTION mml_opt;

static void mml_callback(MML_INFO *p, void *extobj)
{
    switch (p->type)
    {
    case MML_TYPE_TEMPO:
    {
        MML_ARGS_TEMPO *args = &(p->args.tempo);
        note_init(&note, args->value, mml_opt.bticks);
    }
    break;
    case MML_TYPE_NOTE:
    {
        MML_ARGS_NOTE *args = &(p->args.note);
        note_tone(&note, args->number, args->ticks);
    }
    break;
    case MML_TYPE_REST:
    {
        MML_ARGS_REST *args = &(p->args.rest);
        note_rest(&note, args->ticks);
    }
    break;
    default:
        break;
    }
}

int main(void)
{
    SystemInit();
    Delay_Ms(100);
    t1pwm_init();

    // Initialize the MML module.
    mml_init(&mml, mml_callback, 0);
    MML_OPTION_INITIALIZER_DEFAULT(&mml_opt);
    // Initialize the note module.
    int tempo_default = 120;
    note_init(&note, tempo_default, mml_opt.bticks);

    while (1)
    {
        const char *song_table[] = {
            song_over_world,
            song_level_clear,
        };
        int i;

        for (i = 0; i < sizeof(song_table) / sizeof(song_table[0]); i++)
        {
            // Setup the MML module.
            mml_setup(&mml, &mml_opt, (char *)song_table[i]);
            // Fetch the MML text command.
            while (mml_fetch(&mml) == MML_RESULT_OK)
            {
            }
            Delay_Ms(1000);
        }
    }
}

参考

A tiny MML parser
ch32v003fun

ch32v003で電子オルゴール

2025-01-28 21:53:34 | ch32v003

A tiny MML parserを使用して電子オルゴールを作成してみました。

// CH32V003J4M6 pin map
//     +------+
//    -+1    8+-SWIO
// GND-+2    7+-PC4/TIM1_CH4
//    -+3    6+-
// VDD-+4    5+-
//     +------+

#include "ch32v003fun.h"
#include <stdio.h>
#include "mml.h"
#include "note.h"
#include "song.h"

const unsigned int sys_clock = 48000000; // System clock(48kHz)
const unsigned int tim1_psc = 8;         // プリスケーラ

// TIM1をコンペアアプトプットモードで初期化
// Output pin CH4(PC4)
void t1com_init(void)
{
    // クロック供給 GPIOC and TIM1
    RCC->APB2PCENR |= RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_TIM1;
    // PC4 is T1CH4, 10MHz Output alt func, push-pull
    GPIOC->CFGLR &= ~(0xf << (4 * 4));
    GPIOC->CFGLR |= (GPIO_Speed_10MHz | GPIO_CNF_OUT_PP_AF) << (4 * 4);
    // TIM1のリセット
    RCC->APB2PRSTR |= RCC_APB2Periph_TIM1;
    RCC->APB2PRSTR &= ~RCC_APB2Periph_TIM1;
    // ATRLRレジスタ オートリロード
    TIM1->CTLR1 |= TIM_ARPE;
    // プリスケーラ設定
    TIM1->PSC = tim1_psc;
    // カウンタ値の上限設定
    TIM1->ATRLR = 1023;
    // データ(ATRLR)の手動リロード 初期化
    TIM1->SWEVGR |= TIM_UG;
    // CH4 正側で出力
    TIM1->CCER |= TIM_CC4E | TIM_CC4P;
    // CH4 コンペアマッチでトグル出力(CC4S = 00, OC4M = 011)
    TIM1->CHCTLR2 |= TIM_OC4M_0 | TIM_OC4M_1;
    // コンペアマッチ値の指定 ATRLRより大きくするとマッチしない(出力が変化しない)
    TIM1->CH4CVR = TIM1->ATRLR + 1; // no compare macth
    // TIM1 出力許可
    TIM1->BDTR |= TIM_MOE;
    // TIM1 動作開始
    TIM1->CTLR1 |= TIM_CEN;
}

// 設定した周波数の矩形波(デューティ50%)を出力
// frq : 周波数
// tim : 出力する時間[msec]
void tone(unsigned int frq, unsigned int tim)
{
    if (frq != 0)
    {
        // 出力周波数設定
        TIM1->ATRLR = sys_clock / frq / tim1_psc / 2 - 1;
        TIM1->CH4CVR = 0x0;
    }
    else
    {
        // 出力停止
        TIM1->ATRLR = 1023;
        TIM1->CH4CVR = TIM1->ATRLR + 1; // no compare macth
    }
    Delay_Ms(tim);
    // 出力停止
    TIM1->ATRLR = 1023;
    TIM1->CH4CVR = TIM1->ATRLR + 1; // no compare macth
}

#define SOUND_SYSTEM_TONE(FREQ, MS) do { tone((FREQ),(MS)); } while (0)
#define SOUND_SYSTEM_REST(MS) do { tone( 0 ,(MS)); } while (0)

const uint16_t notefreq[] = {
     32, 34, 36, 38, 41, 43, 46, 48, 51, 55, 58, 61,
     65, 69, 73, 77, 82, 87, 92, 97, 103, 110, 116, 123,
    130, 138, 146, 155, 164, 174, 184, 195, 207, 220, 233, 246,
    261, 277, 293, 311, 329, 349, 369, 391, 415, 440, 466, 493,
    523, 554, 587, 622, 659, 698, 739, 783, 830, 880, 932, 987,
   1046, 1108, 1174, 1244, 1318, 1396, 1479, 1567, 1661, 1760, 1864, 1975,
   2093, 2217, 2349, 2489, 2637, 2793, 2959, 3135, 3322, 3520, 3729, 3951,
   4186, 4434, 4698, 4978, 5274, 5587, 5919, 6271, 6644, 7040, 7458, 7902,
   8372, 8869, 9397, 9956, 10548, 11175, 11839, 12543, 13289, 14080, 14917, 15804,
  16744, 17739, 18794, 19912, 21096, 22350, 23679, 25087, 26579, 28160, 29834, 31608,
  33488, 35479, 37589, 39824, 42192, 44701, 47359, 50175,
};

static uint32_t get_note_length_ms(NOTE *p, uint32_t note_ticks)
{
  return (60000) * note_ticks / p->bpm / p->bticks;
}

void note_init(NOTE *p, int bpm, int bticks)
{
  p->bpm = bpm;
  p->bticks = bticks;
}

void note_tone(NOTE *p, int number, int ticks)
{
  uint16_t freq = notefreq[number];
  uint32_t ms = get_note_length_ms(p, ticks);
  SOUND_SYSTEM_TONE(freq, ms);
}

void note_rest(NOTE *p, int ticks)
{
  uint32_t ms = get_note_length_ms(p, ticks);
  SOUND_SYSTEM_REST(ms);
}

NOTE note;
MML mml;
MML_OPTION mml_opt;

static void mml_callback(MML_INFO *p, void *extobj)
{
    switch (p->type)
    {
    case MML_TYPE_TEMPO:
    {
        MML_ARGS_TEMPO *args = &(p->args.tempo);
        note_init(&note, args->value, mml_opt.bticks);
    }
    break;
    case MML_TYPE_NOTE:
    {
        MML_ARGS_NOTE *args = &(p->args.note);
        note_tone(&note, args->number, args->ticks);
    }
    break;
    case MML_TYPE_REST:
    {
        MML_ARGS_REST *args = &(p->args.rest);
        note_rest(&note, args->ticks);
    }
    break;
    }
}

void setup()
{
    // Initialize the MML module. 
    mml_init(&mml, mml_callback, 0);
    MML_OPTION_INITIALIZER_DEFAULT(&mml_opt);
     // Initialize the note module.
    int tempo_default = 120;
    note_init(&note, tempo_default, mml_opt.bticks);
}

void loop()
{
    const char *song_table[] = {
        song_over_world,
        song_level_clear,
    };
    int i;

    for (i = 0; i < sizeof(song_table) / sizeof(song_table[0]); i++)
    {
         // Setup the MML module.
        mml_setup(&mml, &mml_opt, (char *)song_table[i]);
         // Fetch the MML text command.
        while (mml_fetch(&mml) == MML_RESULT_OK)
        {
        }
    }
}

int main(void)
{
    SystemInit();
    Delay_Ms(100);
    t1com_init();

    setup();
    while (1)
    {
        loop();
    }
}

参考

A tiny MML parser

ch32v003fun

CH32V003でPWM出力

2025-01-28 19:28:54 | ch32v003

CH32V003J4M6を使用してPWMを出力するプログラムです。

 // CH32V003J4M6 pin map
//     +-------+
//    -+ 1   8 +-SWIO
// GND-+ 2   7 +-
//    -+ 3   6 +-PC2/TIM2_CH2
// VDD-+ 4   5 +-PC1/TIM2_CH4
//     +-------+

// Timer 2 pin mappings by AFIO->PCFR1
// 00 (default)
// D4        T2CH1ETR
// D3        T2CH2
// C0        T2CH3
// D7        T2CH4
// 01 <--このピン配置を使用する
// C5        T2CH1ETR_
// C2        T2CH2_
// D2        T2CH3_
// C1        T2CH4_
// 10
// C1        T2CH1ETR_
// D3        T2CH2
// C0        T2CH3
// D7        T2CH4
// 11
// C1        T2CH1ETR_
// C7        T2CH2_
// D6        T2CH3_
// D5        T2CH4_

#include "ch32v003fun.h"
#include <stdio.h>

// mask for the CCxP bits
// when set PWM outputs are held HIGH by default and pulled LOW
// when zero PWM outputs are held LOW by default and pulled HIGH
#define TIM2_DEFAULT 0xff
// #define TIM2_DEFAULT 0x00

void t2pwm_init(void)
{
    // Enable GPIOD and TIM2
    RCC->APB2PCENR |= RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_AFIO; // RCC_APB2Periph_AFIO ピンを配置変更する場合
    RCC->APB1PCENR |= RCC_APB1Periph_TIM2;

    // ピンの再マップ
    AFIO->PCFR1 |= AFIO_PCFR1_TIM2_REMAP_PARTIALREMAP1;

    // PC1 is T2CH4, 10MHz Output alt func, push-pull
    GPIOC->CFGLR &= ~(0xf << (4 * 1));
    GPIOC->CFGLR |= (GPIO_Speed_10MHz | GPIO_CNF_OUT_PP_AF) << (4 * 1);
    // PC2 is T2CH2, 10MHz Output alt func, push-pull
    GPIOC->CFGLR &= ~(0xf << (4 * 2));
    GPIOC->CFGLR |= (GPIO_Speed_10MHz | GPIO_CNF_OUT_PP_AF) << (4 * 2);

    // Reset TIM2 to init all regs
    RCC->APB1PRSTR |= RCC_APB1Periph_TIM2;
    RCC->APB1PRSTR &= ~RCC_APB1Periph_TIM2;

    // SMCFGR: 入力の初期値　CK_INT
    // プリスケーラ設定　分周比は設定値+1
    TIM2->PSC = 5;
    // PWM幅の設定　8bit
    TIM2->ATRLR = 255;
    // 48MHz/(5+1)(PSC)/256(ATRLR) = 31250Hz PWM周波数

    // TIM_OC2M_2 | TIM_OC2M_1 PWM1モード設定
    // TIM_OC2PE オートリロード設定
    TIM2->CHCTLR1 |= TIM_OC2M_2 | TIM_OC2M_1 | TIM_OC2PE;
    TIM2->CHCTLR2 |= TIM_OC4M_2 | TIM_OC4M_1 | TIM_OC4PE;
    // ATRLRレジスタ オートリロード
    TIM2->CTLR1 |= TIM_ARPE;

    // 出力許可, 初期値はTIM2_DEFAULTで決まる
    // TIM2->CCER |= TIM_CC1E | (TIM_CC1P & TIM2_DEFAULT);
    TIM2->CCER |= TIM_CC2E | (TIM_CC2P & TIM2_DEFAULT);
    TIM2->CCER |= TIM_CC4E | (TIM_CC4P & TIM2_DEFAULT);
 
     // 設定反映
    TIM2->SWEVGR |= TIM_UG;

    // TIM2動作開始
    TIM2->CTLR1 |= TIM_CEN;
}

int main()
{
    uint32_t count = 0;

    SystemInit();
    Delay_Ms(100);

    // init TIM2 for PWM
    t2pwm_init();

    while (1)
    {
        TIM2->CH2CVR = count; // CH2
        TIM2->CH4CVR = (count + 128) & 255; // CH4
        count++;
        count &= 255;
        Delay_Ms(5);
    }
}

参考

GitHub - cnlohr/ch32v003fun

CH32V003J4M6で矩形波の出力

2025-01-20 20:40:08 | ch32v003

指定した周波数の信号を出力するプログラムです。CH32V003J4M6を使用しTIM1のCH4を利用しています。信号の出力はPC4になります。

 #include "ch32v003fun.h"
#include <stdio.h>

const unsigned int sys_clock = 48000000; // System clock(48kHz)
const unsigned int tim1_psc = 8; // プリスケーラ

// TIM1をコンペアアプトプットモードで初期化
// Output pin CH4(PC4)
void t1com_init(void)
{
    // クロック供給 GPIOC and TIM1
    RCC->APB2PCENR |= RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_TIM1;
    // PC4 is T1CH4, 10MHz Output alt func, push-pull
    GPIOC->CFGLR &= ~(0xf << (4 * 4));
    GPIOC->CFGLR |= (GPIO_Speed_10MHz | GPIO_CNF_OUT_PP_AF) << (4 * 4);
    // TIM1のリセット
    RCC->APB2PRSTR |= RCC_APB2Periph_TIM1;
    RCC->APB2PRSTR &= ~RCC_APB2Periph_TIM1;
    // プリスケーラ設定
    TIM1->PSC = tim1_psc;
    // カウンタ値の上限設定
    TIM1->ATRLR = 1023;
    // データ(ATRLR)のリロード
    TIM1->SWEVGR |= TIM_UG;
    // CH4 正側で出力
    TIM1->CCER |= TIM_CC4E | TIM_CC4P;
    // CH4 コンペアマッチでトグル出力(CC4S = 00, OC4M = 011)
    TIM1->CHCTLR2 |= TIM_OC4M_0 | TIM_OC4M_1;
    // コンペアマッチ値の指定 ATRLRより大きくするとマッチしない(出力が変化しない)
    TIM1->CH4CVR = TIM1->ATRLR + 1; // no compare macth
    // TIM1 出力許可
    TIM1->BDTR |= TIM_MOE;
    // TIM1 動作開始
    TIM1->CTLR1 |= TIM_CEN;
}

// 設定した周波数の矩形波(デューティ50%)を出力
// frq : 周波数
// tim : 出力する時間[msec]
void tone(unsigned int frq, unsigned int tim)
{
    if (frq != 0)
    {
        // 出力周波数設定
        TIM1->ATRLR = sys_clock / frq / tim1_psc / 2 - 1;
        TIM1->CH4CVR = 0x0;
        TIM1->SWEVGR |= TIM_UG; // データのアップデート
    }
    else
    {
        // 出力停止
        TIM1->ATRLR = 1023;
        TIM1->CH4CVR = TIM1->ATRLR + 1; // no compare macth
        TIM1->SWEVGR |= TIM_UG;
    }
    Delay_Ms(tim);
    // 出力停止
    TIM1->ATRLR = 1023;
    TIM1->CH4CVR = TIM1->ATRLR + 1; // no compare macth
    TIM1->SWEVGR |= TIM_UG;
}

int main()
{

    SystemInit();
    Delay_Ms(100);

    // init TIM1 (PC4=pin7 for J4m6)
    t1com_init();

    while (1)
    {
        tone(523 / 2, 300); // ド
        // tone(554/2, 300);// ド♯
        tone(587 / 2, 300); // レ
        // tone(622/2, 300);// レ♯
        tone(659 / 2, 300); // ミ
        tone(698 / 2, 300); // ファ
        // tone(740/2, 300);// ファ♯
        tone(784 / 2, 300); // ソ
        // tone(831/2, 300);// ソ♯
        tone(880 / 2, 300); // ラ
        // tone(932/2, 300);// ラ♯
        tone(988 / 2, 300); // シ
        tone(523, 300); // ド
        // tone(554, 300);　// ド♯
        tone(587, 300); // レ
        // tone(622, 300); // レ♯
        tone(659, 300); // ミ
        tone(698, 300); // ファ
        // tone(740, 300); // ファ♯
        tone(784, 300); // ソ
        // tone(831, 300); // ソ♯
        tone(880, 300); // ラ
        // tone(932, 300); // ラ♯
        tone(988, 300); // シ
        tone(0, 1000); // 無音
    }
}

参考URL

GitHub - cnlohr/ch32v003fun

時間関連の関数

2025-01-20 18:44:19 | ch32v003

ch32v003funでArduinoの時間関係の関数が使用できるようにするためのプログラムです。サンプルプログラムをほんの少し書き換えたものです。

millis()
micros()
delay()
delayMicroseconds()

が使用可能になります。

 // Example for using SysTick with IRQs
// 03-25-2023 E. Brombaugh
// 05-12-2023 C. Lohr (Modified to reflect updated sysclk)
// 09-25-2024 ADBeta (Minor updates to main loop, comments and added
// convenient macro function)

#include "ch32v003fun.h"
#include <stdio.h>

// Number of ticks elapsed per millisecond (48,000 when using 48MHz Clock)
#define SYSTICK_ONE_MILLISECOND ((uint32_t)FUNCONF_SYSTEM_CORE_CLOCK / 1000 / 8)
// Number of ticks elapsed per microsecond (48 when using 48MHz Clock)
#define SYSTICK_ONE_MICROSECOND ((uint32_t)FUNCONF_SYSTEM_CORE_CLOCK / 1000000 / 8)

// Simple macro functions to give a arduino-like functions to call
// millis() reads the incremented systick variable
// micros() reads the raw SysTick Count, and divides it by the number of
// ticks per microsecond ( WARN: Wraps every 90 seconds!)
#define millis() (systick_millis)
#define micros() (SysTick->CNT / SYSTICK_ONE_MICROSECOND)

#define delay Delay_Ms
#define delayMicroseconds Delay_Us

// Incremented in the SysTick IRQ - in this example once per millisecond
volatile uint32_t systick_millis;

// Initialises the SysTick to trigger an IRQ with auto-reload, using HCLK/8 as
// its clock source
void systick_init(void)
{
    // Reset any pre-existing configuration
    SysTick->CTLR = 0x0000;

    // Set the compare register to trigger once per millisecond
    SysTick->CMP = SYSTICK_ONE_MILLISECOND - 1;

    // Reset the Count Register, and the global millis counter to 0
    SysTick->CNT = 0x00000000;
    systick_millis = 0x00000000;

    // Set the SysTick Configuration
    // NOTE: By not setting SYSTICK_CTLR_STRE, we maintain compatibility with
    // busywait delay funtions used by ch32v003_fun.
    SysTick->CTLR |= SYSTICK_CTLR_STE | // Enable Counter
                                        // SYSTICK_CTLR_STRE <- Enable auto reload
                     SYSTICK_CTLR_STIE; // Enable Interrupts
                                        // SYSTICK_CTLR_STCLK <- HCLK/1; // Set Clock Source to HCLK/8

    // Enable the SysTick IRQ
    NVIC_EnableIRQ(SysTicK_IRQn);
}

// SysTick ISR - must be lightweight to prevent the CPU from bogging down.
// Increments Compare Register and systick_millis when triggered (every 1ms)
// NOTE: the `__attribute__((interrupt))` attribute is very important
void SysTick_Handler(void) __attribute__((interrupt));
void SysTick_Handler(void)
{
    // Increment the Compare Register for the next trigger
    // If more than this number of ticks elapse before the trigger is reset,
    // you may miss your next interrupt trigger
    // (Make sure the IQR is lightweight and CMP value is reasonable)
    SysTick->CMP += SYSTICK_ONE_MILLISECOND;

    // Clear the trigger state for the next IRQ
    SysTick->SR = 0x00000000;

    // Increment the milliseconds count
    systick_millis++;
}

int main(void)
{
    SystemInit();
    delay(100);

    printf("\n\nsystick_irq example\n\r");

    // Initialise the IRQ
    printf("initializing systick...");
    systick_init();
    printf("done.\n\r");

    // Enable GPIOs for demonstration
    funGpioInitAll();
    funPinMode(PA2, GPIO_Speed_10MHz | GPIO_CNF_OUT_PP);
    funPinMode(PC1, GPIO_Speed_10MHz | GPIO_CNF_OUT_PP);
    funPinMode(PC2, GPIO_Speed_10MHz | GPIO_CNF_OUT_PP);

    printf("Beginning Loop...\n\r");
    while (1)
    {
        // Toggle the GPIO Pins with a delay - total delay will be 500ms
        uint32_t start_millis = millis();
        // On
        funDigitalWrite(PA2, FUN_HIGH);
        funDigitalWrite(PC1, FUN_HIGH);
        funDigitalWrite(PC2, FUN_HIGH);
        delay(500);
        // Off
        funDigitalWrite(PA2, FUN_LOW);
        funDigitalWrite(PC1, FUN_LOW);
        funDigitalWrite(PC2, FUN_LOW);
        delay(500);
        uint32_t end_millis = millis();

        // NOTE: Due to the time it takes for printf(), the Current Millis will
        // increment more than 500 per loop
        printf("\nMilliseconds taken:\t%lu\n\r", end_millis - start_millis);
        printf("Current Milliseconds:\t%lu\n\r", millis());
        printf("Current Microseconds:\t%lu\n\r", micros());
        printf("SysTick->CNT:\t\t%lu\n\r", SysTick->CNT);
    }
}

参考URL

GitHub - cnlohr/ch32v003fun

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忘備録-備忘録

技術的な備忘録

ch32v003で電子オルゴール その2

ch32v003で電子オルゴール

CH32V003でPWM出力

CH32V003J4M6で矩形波の出力

時間関連の関数

ch32v003で電子オルゴール　その2