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定时器与PWM波

1. 晶振的作用

• 晶振（Crystal Oscillator）用于提供一个稳定的时钟信号，帮助处理器和其他硬件设备衡量时间流逝。晶振的频率决定了时钟信号的速率。例如，8 MHz 的晶振每秒产生 8,000,000 次振荡。这些振荡信号用于驱动处理器的内部时钟和定时器模块。

2. 定时器的工作原理

• 定时器计数：定时器会通过每次时钟信号来递增或递减计数器（TCNT）。当计数器达到设定的周期（TCNTB），就会发出一个中断信号。定时器的工作周期取决于分频器的值以及晶振的频率。
• 分频器：分频器用于将时钟信号的频率进行缩减，比如从 64 MHz 缩减到 1 KHz，最终生成一个 1 ms 的时钟周期，用于定时器计数。
• 定时周期：定时器会从 0 计数到设定的周期值，然后触发中断。当定时器达到设定的周期值时，计数器重置并开始新一轮计数。

3. 定时器与 PWM 结合

• PWM（Pulse Width Modulation） 是一种常用于调节设备（如灯光、马达）输出强度的技术，利用定时器生成脉冲波，控制输出信号的占空比。
• PWM 的基本原理：通过改变脉冲的占空比，可以调节输出信号的强弱。占空比是指信号为高电平的时间与总周期的比值。
• PWM 的工作过程：
  • 设定两个值：周期（TCNTB）和比较值（TCMPB）。
  • 当定时器计数器的值达到周期值时，计数器重置并开始新一轮计数；当计数器值达到比较值时，输出电平改变。
  • 通过修改比较值 TCMPB 与周期值 TCNTB 之间的关系，可以改变 PWM 波形的占空比。

控制蜂鸣器产生音乐流程

1. 初始化GPIO为PWM输出

   GPD0CON &= ~0xF;    // 清除 GPD0_0 的配置位
   GPD0CON |= 1<<1;    // 将 GPD0_0 配置为 PWM 输出（TOUT_0）
   

   • GPD0CON：用于控制 GPD0_0 管脚的功能，通过设置 0x2，将其配置为 PWM 输出模式。

2. PWM定时器配置

   TCFG0 &= ~0xFF;     // 清除 TCFG0 的前8位
   TCFG0 |= 124;       // 设置预分频器为 124
   TCFG1 &= ~0xF;      // 清除 TCFG1 的前4位
   TCFG1 |= 3;         // 设置分频器为 1/8
   TCNTB0 = 100;       // 设置定时器周期寄存器的初始值为 100
   TCMPB0 = 30;        // 设置比较寄存器的值为 30
   

   • TCFG0 和 TCFG1：分别用于设置预分频和分频器。预分频器设置为 124，分频器设置为 1/8。
   • TCNTB0 和 TCMPB0：这两个寄存器用于设定 PWM 波形的周期和占空比。周期寄存器（TCNTB0）决定 PWM 信号的周期，而比较寄存器（TCMPB0）决定高电平时间的长短，从而控制占空比。

3. 控制 PWM 定时器

   • 定时器初始化

   TCON |= 1<<3;       // 设置定时器为自动重载模式
   TCON &= ~(1<<2);    // 设置不翻转电平
   TCON |= 1<<1;       // 更新 TCNTB 和 TCMPB 到 TCNT 和 TCMP
   TCON &= ~(1<<1);    // 清除更新位
   
   

   • 定时器的启动与停止

   TCON |= 1<<0;       // 启动定时器
   TCON &= ~(1<<0);    // 停止定时器
   

   • TCON：用于控制定时器的状态（启动、停止、更新、翻转等）。当设置 TCON 的第 1 位时，定时器会更新 TCNT 和 TCMP 的值，并且立即清除此位以确保正确更新。

4. 蜂鸣器频率控制

   char yf[] = {
        0,191,170,152,143,128,114,101};  // 不同频率对应的 PWM 周期值
   

   • yf 数组：存储了蜂鸣器不同音调对应的 PWM 周期值。程序通过循环修改定时器的周期值和占空比，产生不同频率的 PWM 信号，控制蜂鸣器发出不同频率的声音。

5. 延时函数

   void mdelay(int msec)
   {
        
       while