基于MSP430G2553官方开发板的音乐播放器

实现目标
硬件资源
- 芯片资源使用情况
- 外接硬件
程序实现
- 开发环境配置
- 各部分硬件驱动
- 主循环功能实现

实现目标

实现以蜂鸣器为播放设备，能够对简谱乐曲进行解码播放。
具有循环列表，可实时切换上下曲目，实时暂停和开始，实时通过齿轮电位器调节播放音量。
能够将歌曲列表等信息，通过串口向上位机传输并显示。

硬件资源

芯片资源使用情况

P1.3 P1.4 P1.5：使用了3个io作为按键输入
P1.7：一个ADC通道采集电位器的变化情况
P1.6：一个定时器a的PWM输出通道
P1.0：一个io输出接到led作为运行状态显示
P1.1 P1.2：串口1映射到printf（）上，实现在上位机打印信息的功能

外接硬件

按键x3 （4.7k电阻x3，我的电路接的是按下为高电平，是为了失效实验板原来P1.3的按下为低电平的按键）
1k齿轮电位器x3 （510欧电阻x1，也可以选择其他的组合，原则上在降低最小电流的情况下尽量提高可测量的范围）
低电平触发的蜂鸣器模块x1 （无源蜂鸣器，淘宝两三块一个，不需要加放大电路直接可以用）

程序实现

本播放器的主体功能代码来自于RT-Thread的播放器教程，本身用于Kiel下的STM32单片机。由于原始程序需要OS提供的时间片轮转支持，对于移植时候的逻辑构建造成了很大障碍，所以在本工程之前没有将其移植到MSP上的类似案例。
RT-Thread教程请点这里

开发环境配置

一开始想使用CCS进行工程开发，可以很轻松的利用官方硬件驱动。但是由于未知的原因，CCS对存储简谱的数组疯狂报错，导致最终选择转移到IAR下完成了工程。
相较于CCS，IAR下新工程需要配置的内容更为简洁

首先在工程设置中将Device选成当前使用的芯片型号

然后将Debugger中的Driver选项从模拟改成硬件
此两步之后就完成了对于新建工程的配置，至于添加PATH的操作和其他开发工具基本一致。
注意：CCS下使用的头文件在IAR下容易报错，需要改换成"io430g2553.h"
如果需要使用中断，则还需#include “in430.h”

各部分硬件驱动

#include "led.h"
#include "io430g2553.h"
#include <stdint.h>int led_init(void)
{/* 设定 LED 引脚为输出模式 */P1DIR = LED_PIN_R;P1OUT &= ~LED_PIN_R;return 0;
}int led_on(void)
{/* 调用 API 输出低电平 */P1OUT |= LED_PIN_R;return 0;
}int led_off(void)
{/* 调用 API 输出高电平 */P1OUT &= ~LED_PIN_R;return 0;
}int led_toggle(void)
{/* 调用 API 读出当前电平 然后输出相反电平 */P1OUT ^= LED_PIN_R;return 0;
}

#include "io430g2553.h"#define DEADTIME 20                         //预设死区时间，以TA的clk为单位
/*******设定TA输出IO口，目前设定为MSP430G2553，20Pin封装无TA0.2********/
#define TA01_SET    P1SEL |= BIT6; P1DIR |= BIT6      //P1.6
#define TA02_SET    P3SEL |= BIT0; P3DIR |= BIT0      //P3.0
#define TA11_SET    P2SEL |= BIT2; P2DIR |= BIT2      //P2.2
#define TA12_SET    P2SEL |= BIT4; P2DIR |= BIT4      //P2.4
#define TA01_OFF    P1SEL&= ~BIT6                  //P1.6
#define TA02_OFF    P3SEL &= ~BIT0                         //P3.0
#define TA11_OFF    P2SEL &= ~BIT2                         //P2.2
#define TA12_OFF    P2SEL &= ~BIT4                         //P2.4char TA0_PWM_Init(char Clk,char Div,char Mode1,char Mode2)
{TA0CTL =0;                                                                        // 清除以前设置switch(Clk)                                                                        //为定时器TA选择时钟源{case 'A': case 'a':   TA0CTL|=TASSEL_1; break;               //ACLKcase 'S': case 's':   TA0CTL|=TASSEL_2; break;           //SMCLKcase 'E':                  TA0CTL|=TASSEL_0; break;           //外部输入(TACLK)case 'e':                    TA0CTL|=TASSEL_3; break;               //外部输入(TACLK取反)default :  return(0);                                                        //设置参数有误，返回0}switch(Div)                                                                         //为定时器TA选择分频系数{case 1:   TA0CTL|=ID_0; break;   //1case 2:   TA0CTL|=ID_1; break;   //2case 4:   TA0CTL|=ID_2; break;   //4case 8:   TA0CTL|=ID_3; break;   //8default :  return(0);                                                        //设置参数有误，返回0}switch(Mode1)                                                                   //为定时器选择计数模式{case 'F': case 'f':                                                                //普通PWMTA0CTL |=MC_1; break;                                           //主定时器为增计数case 'B':case 'b':TA0CTL |=MC_1; break;                                          //主定时器为增计数case 'D': case 'd':                                                               //死区PWMTA0CTL |=MC_3; break;                                           //主定时器为增减计数default : return(0);                                                         //其他情况都是设置参数有误，返回0}switch(Mode1)                                                                 //设置PWM通道1的输出模式。{case 'F':    case 'f':TA0CCTL1 = OUTMOD_7;TA01_SET;break;case 'B':  case 'b':TA0CCTL1 = OUTMOD_3;TA01_SET;break;case 'D': case'd':TA0CCTL1 = OUTMOD_6;TA01_SET;break;case '0':case 0:                                                             //如果设置为禁用TA01_OFF;                                                              //TA0.1恢复为普通IO口break;default :  return(0);                                                      //设置参数有误，返回0}switch(Mode2)                                                               //设置PWM通道2的输出模式。{case 'F':     case 'f':TA0CCTL2 = OUTMOD_7;TA02_SET;  break;case 'B':   case 'b':TA0CCTL2 = OUTMOD_3;TA02_SET;break;case 'D': case 'd':TA0CCTL2 = OUTMOD_2;TA02_SET;break;case '0':case 0:                                                        //如果设置为禁用TA02_OFF;                                                      //TA0.1恢复为普通IO口break;default :  return(0);                                              //设置参数有误，返回0}return(1);
}char TA0_PWM_SetPeriod(unsigned int Period)
{if (Period>65535)   return(0);TA0CCR0 = 12000/Period;return(1);
}char TA0_PWM_SetPermill(char Channel,unsigned int Duty)
{unsigned char Mod = 0;unsigned int DeadPermill=0;unsigned long int Percent=0;                           //防止乘法运算时溢出Percent=Duty;DeadPermill=((DEADTIME*1000)/TACCR0);     //将绝对死区时间换算成千分比死区时间switch (Channel)                                             //先判断出通道的工作模式{case 1:Mod = (TA0CCTL1& 0x00e0)>>5;        break;  //读取输出模式，OUTMOD0位于5-7位case 2:Mod = (TA0CCTL2 & 0x00e0)>>5;    break;  //读取输出模式，OUTMOD1位于5-7位default:   return(0);}switch(Mod)                                                      //根据模式设定TACCRx{case 2: case 6:          /**死区模式2,6时，需要判断修正死区时间，且同时设定TA0CCR1/2 的值*/{if((1000-2*Percent)<=DeadPermill)          //预留死区时间Percent=(1000-DeadPermill)/2;TA0CCR1=Percent*TA0CCR0/1000;TA0CCR2= TA0CCR0-TA0CCR1;break;}case 7:{if(Percent>1000)    Percent=1000;if(Channel==1) TA0CCR1=Percent* TA0CCR0/1000;if(Channel==2) TA0CCR2=Percent* TA0CCR0/1000;break;}case 3:        //占空比一律为正脉宽，所以需要 TA0CCR0减去占空比{if(Percent>1000)    Percent=1000;if(Channel==1) TA0CCR1= TA0CCR0-Percent*TA0CCR0/1000;if(Channel==2) TA0CCR2= TA0CCR0-Percent*TA0CCR0/1000;break;}default: return(0);}return (1);
}

TA1的驱动函数与TA0相同
TA0_PWM_SetPeriod（）此函数中，TA0CCR0 = 12000/Period 的12k应该改为你所配置的低速外设时钟速度，才能获得正确的声音频率

BEEP

#include "beep.h"
#include <stdint.h>
#include "io430g2553.h"
#include "TA_PWM.h"int beep_init(void)
{      /* 初始化BEEP设备 */
//    BCSCTL1 = CALBC1_8MHZ;
//    DCOCTL = CALDCO_8MHZ;/* TA0CTL = TASSEL_1 + MC_1 + ID_0;        // //TA0设为增计数模式，时钟=ACLK   */return 0;
}int beep_on(void)
{   //使能蜂鸣器对应的 PWM 通道TA0_PWM_Init('A',1,'F',0);         return 0;
}int beep_off(void)
{//失能蜂鸣器对应的 PWM 通道TA0_PWM_Init('A',1,0,0);    //A 12kHz            return 0;
}int beep_set(uint16_t freq, uint8_t volume)
{//    uint32_t period, pulse;TA0_PWM_SetPeriod(freq);               /* 根据声音大小计算占空比 蜂鸣器低电平触发 *//*pulse = period - period / 100 * volume;*/TA0_PWM_SetPermill(7,1000-10*volume);  return 0;
}

实现了pwm驱动之后蜂鸣器只需要这几个接口就能正常使用

#include "io430g2553.h"
#include "in430.h"
#include <stdint.h>void key_init(void)
{P1REN |=BIT3;P1OUT &= ~BIT3;P1DIR &= ~BIT3;P1REN |=BIT4;P1OUT &= ~BIT4;P1DIR &= ~BIT4;P1REN |=BIT5;P1OUT &= ~BIT5;P1DIR &= ~BIT5;
}void scan_key(void)
{if(P1IN&BIT3){__delay_cycles(10000);NEXT_FLAG = 1;while(P1IN&BIT3);}if(P1IN&BIT4){__delay_cycles(10000);STOP_FLAG = 1;while(P1IN&BIT4);}if(P1IN&BIT5){__delay_cycles(10000);LAST_FLAG = 1;while(P1IN&BIT5);}
}

使用中断模式容易打断ADC模块的转换，所以采用了扫描模式来读取按键状态

#include "io430g2553.h"
#include "in430.h"
#include <stdint.h>float ADC_value=0;
float valum;
int volume_a;void change_volume(void)
{__delay_cycles(1000);              // Wait for ADC Ref to settleADC10CTL0 |= ENC + ADC10SC;          // Sampling and conversion start__bis_SR_register(CPUOFF + GIE);   // Low Power Mode 0 with interrupts enabledADC_value = ADC10MEM;valum =((ADC_value-333.0)*100)/688.0; // Assigns the value held in ADC10MEM to the integer called ADC_valuevolume_a=100-valum;if(volume_a >= 90)volume_a = 90;else if(volume_a <= 1)volume_a = 1;}void adc_init(void)
{ BCSCTL2 &= ~(DIVS_3);            // SMCLK = DCO = 1MHzP1SEL |= BIT7;                  // ADC input pin P1.7ADC10CTL1 = INCH_7 + ADC10DIV_3 ;         // Channel 3, ADC10CLK/3ADC10CTL0 = SREF_0 + ADC10SHT_3 + ADC10ON + ADC10IE;  // Vcc & Vss as reference, Sample and hold for 64 Clock cycles, ADC on, ADC interrupt enableADC10AE0 |= BIT7;                        // ADC input enable P1.3__enable_interrupt();          // Enable interrupts.
}// ADC10 interrupt service routine
#pragma vector=ADC10_VECTOR
__interrupt void ADC10_ISR (void)
{__bic_SR_register_on_exit(CPUOFF);        // Return to active mode }
}

建议直接放在main.c之中减少出错的概率
UART由于映射之后出现了printf（）不能每次都成功输出正确信息的情况，最后就移除了这个功能。

主循环功能实现

int main( void )
{// Stop watchdog timer to prevent time out resetWDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;clock_init();key_init();player_init();adc_init();while(1){//更改play对象状态change_volume();scan_key();change_player();play_loop(&player);}return 0;
}void play_loop(void *parameter)
{player_t player = (player_t)parameter;uint8_t buffer[PLAYER_BUFFER_SIZE], size;if (player->status == PLAYER_RUNNING){size = player->song_time_all - player->song_time_pass;if (size > PLAYER_BUFFER_SIZE) size = PLAYER_BUFFER_SIZE;size = player->decode->read(player->song_sheet[player->song_current - 1], player->song_time_pass, buffer, size);if (size > 0){player->audio->write(buffer, size);player->song_time_pass += size;}/* 如果播放时间到了，切换到下一首 */if (player->song_time_pass >= player->song_time_all){player_next(player);player_show(player);}}else{/* 暂停播放时关闭音频设备*/player->audio->close();/* 等待播放的信号量 */while(player->status != PLAYER_RUNNING){scan_key();change_player();}/* 开始播放时打开音频设备*/player->audio->open();}
}void change_player(void)
{uint8_t volume;if(LAST_FLAG){LAST_FLAG = 0;player_control(&player, PLAYER_CMD_LAST, 0);}else if(NEXT_FLAG){NEXT_FLAG = 0;player_control(&player, PLAYER_CMD_NEXT, 0);}else if(STOP_FLAG){STOP_FLAG = 0;if (player.status == PLAYER_RUNNING){player_control(&player, PLAYER_CMD_STOP, 0);}else{player_control(&player, PLAYER_CMD_PLAY, 0);}}player_control(&player, PLAYER_CMD_GET_VOL, &volume);if (volume_a != volume){volume = volume_a;player_control(&player, PLAYER_CMD_SET_VOL, &volume);}
}

最为主要的部分函数实现如上所示
此工程为嵌入式大作业所做，可以很容易的移植为其他单片机平台使用，很值得一看。
完整工程文件点此获取