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#102 Buzzer Brick

Overview

圧電ブザーを使ったBrickです。

Connecting

Schematic

Sample Code

PWMによる出力

Buzzer brickを接続し、ビープ音を鳴らしています。 音の波形は矩形波でPWM出力します。

出力するPWMの設定

デューティー比は0.5に設定 ベースクロックは１MHzで出力

設定は構造体でそれぞれ設定しており、各メンバで設定。

主な構造体

nrf_drv_pwm_t

PWM ドライバのインスタンスデータ構造体

変数名 概要
NRF_PWM_Type * p_registers PWMペリフェラルインスタンスレジスタの指し示す
uint8_t drv_inst_idx ドライバインスタンスインデックス

enum nrf_pwm_mode_t

PWMモード

変数名 概要
NRF_PWM_MODE_UP アップカウンタ（エッジデューティーサイクル）
NRF_PWM_MODE_UP_AND_DOWN アップ、ダウンカウンタ　（センターデューティーサイクル）

enum nrf_pwm_dec_load_t

PWMデコーダーロードモード シーケンスデータのRAMから読み出され、コンペアレジスタに格納方法。

変数名 概要
NRF_PWM_LOAD_COMMON すべてのPWMチャンネル（0〜3）で使用される一番最初のハーフワード（16ビット）
NRF_PWM_LOAD_GROUPED チャンネル0と1で使用される一番最初のハーフワード（16ビット）。チャンネル2と3の2番目のワード。
NRF_PWM_LOAD_INDIVIDUAL チャンネル0で使用される一番最初のハーフワード（16ビット）、チャンネル1では2番目、チャネル2の3番目、チャンネル3の4番目
NRF_PWM_LOAD_WAVE_FORM チャンネル0で使用される一番最初のハーフワード（16ビット）、チャンネル1では2番目、4番目は、パルスジェネレータカウンタの最上位の値

enum nrf_pwm_clk_t

ベースクロック周波数。

変数名
NRF_PWM_CLK_16MHz
NRF_PWM_CLK_8MHz
NRF_PWM_CLK_4MHz
NRF_PWM_CLK_2MHz
NRF_PWM_CLK_1MHz
NRF_PWM_CLK_500kHz
NRF_PWM_CLK_250kHz
NRF_PWM_CLK_125kHz

enum nrf_pwm_dec_step_t

PWMデコーダーネクストステップモード

アクティブシーケンスからの次の値がいつロードされるかを決定します

変数名 概要
NRF_PWM_STEP_AUTO Automatically after the current value is played and repeated the requested number of times.自動的に、現在の値がプレイされた後、要求された回数だけ繰り返されます
NRF_PWM_STEP_TRIGGERED When the NRF_PWM_TASK_NEXTSTEP task is triggered. NRF_PWM_TASK_NEXTSTEPタスクがトリガーしたとき

主な関数

ret_code_t nrf_drv_pwm_init

ret_code_t nrf_drv_pwm_init (nrf_drv_pwm_t const *const p_instance, nrf_drv_pwm_config_t const * p_config, nrf_drv_pwm_handler_t handler )

PWMドライバを初期化する関数

変数名 概要
p_instance ドライバーのインスタンス
p_config 初期設定構造体を指し示す。もし、デフォルト設定ならNULLをいれます。
handler ユーザーによって供給されたイベントハンドラー。もし使わないなら、代わりにNULLを入れ、イベントの通知はされず、PWM割り込みは使えません。

返り値

変数名 概要
NRF_SUCCESS 成功した場合。
NRF_ERROR_INVALID_STATE すでに初期化されている場合。

nrf_drv_pwm_uninit

void nrf_drv_pwm_uninit ( nrf_drv_pwm_t const *const p_instance )

PWMドライバを初期化しない関数

プレイ中の場合は、すぐに停止します。

nrf_drv_pwm_simple_playback

void nrf_drv_pwm_simple_playback (nrf_drv_pwm_t const *const p_instance, nrf_pwm_sequence_t const * p_sequence,uint16_tplayback_count,uint32_t flags )

１回のシーケンス再生を行う関数

※指定されたシーケンスのデューティサイクル値を含む配列はRAMになければならず、スタックに配置することはできません。

変数名 概要
p_instance PWMドライバのインスタンスを指し示す
p_sequence プレイバックするシーケンスを指し示す
playback_count プレイバックする回数(０であってはなりません。).
flags Additional options. Pass any combination of playback flags, or 0 for default settings.オプションを追加します。いくつかのプレイバックフラッグの組み合わせ渡すか、デフォルトセッティングは０となります。

音の周波数

音の周波数は、ラの４４０をベースに２＾（１/12）の公差数列であり周波数Hzは下記になります。

変数名 概要
ド 261.6255653
ド＃ 277.182631
レ 293.6647679
レ＃ 311.1269837
ミ 329.6275569
ファ 369.9944227
ファ＃ 391.995436
ソ 415.3046976
ラ 440
ラ＃ 466.1637615
シ 493.8833013
ド 523.2511306

波長lengthは、（１０００／周波数）＊１０００になります。 繰り返しは１００回です。

User Include Directories

Solution Option -> Preprocessor -> User Include Directoriesに以下を追加する。(../nRF5_SDKの部分は適宜変えてください。)

Path
../nRF5_SDK/components/libraries/strerror
../nRF5_SDK/components/libraries/log/src
../nRF5_SDK/components/libraries/experimental_section_vars
../nRF5_SDK/components/libraries/log
../nRF5_SDK/components/libraries/delay
../nRF5_SDK/components/libraries/timer
../nRF5_SDK/components/libraries/button
../nRF5_SDK/components/libraries/bsp
../nRF5_SDK/modules/nrfx/hal
../nRF5_SDK/components/boards
../nRF5_SDK/components/drivers_nrf/nrf_soc_nosd
../nRF5_SDK/components/libraries/util
../nRF5_SDK/components/toolchain/cmsis/include
../nRF5_SDK/modules/nrfx/mdk
../nRF5_SDK/integration/nrfx
../nRF5_SDK/modules/nrfx
../nRF5_SDK/modules/nrfx/drivers/include
../nRF5_SDK/integration/nrfx/legacy

Preprocessor Definitions

Solution Option -> Preprocessor -> Preprocessor Definitionsに以下を追加する。

COPT
PWM0_ENABLED
PWM_ENABLED
BOARD_CUSTOM
NRF52832_XXAA

SDK File

Projectに以下のファイルを追加する。(../nRF5_SDKの部分は適宜変えてください。)

File Path
app_error_weak.c ../nRF5_SDK/components/libraries/util
app_error.c ../nRF5_SDK/components/libraries/util
nrfx_pwm.c ../nRF5_SDK/modules/nrfx/drivers/src

ビープ音でドレミを演奏。

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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "nrf_drv_pwm.h"
#include "app_util_platform.h"
#include "app_error.h"
#include "boards.h"
#include "bsp.h"
#include "app_timer.h"
#include "nrf_drv_clock.h"
#include "nrf_delay.h"

#define Fabo_Shinobi_AnalogPin 3

static nrf_drv_pwm_t m_pwm0 = NRF_DRV_PWM_INSTANCE(0);

static void sound(int freq)
{
    uint32_t                   err_code;
    nrf_drv_pwm_config_t config0 =
    {
        .output_pins =
        {
            Fabo_Shinobi_AnalogPin | NRF_DRV_PWM_PIN_INVERTED,
        },
        .irq_priority = APP_IRQ_PRIORITY_LOWEST,
        .base_clock   = NRF_PWM_CLK_1MHz,
        .count_mode   = NRF_PWM_MODE_UP,
        .top_value    = freq,
        .load_mode    = NRF_PWM_LOAD_COMMON,
        .step_mode    = NRF_PWM_STEP_AUTO
    };

    err_code = nrf_drv_pwm_init(&m_pwm0, &config0, NULL);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);

    // This array cannot be allocated on stack (hence "static") and it must
    // be in RAM.
    static nrf_pwm_values_common_t seq0_values[2];
    nrf_pwm_sequence_t const       seq0 =
    {
        .values.p_common = seq0_values,
        .length          = NRF_PWM_VALUES_LENGTH(seq0_values),
        .repeats         = 100,
        .end_delay       = 0
    };
        seq0_values[0] = freq / 2;
            nrf_drv_pwm_simple_playback(&m_pwm0, &seq0, 1,
                                NRF_DRV_PWM_FLAG_LOOP);
}



int main(void)
{  
    while(1){
        sound(3822);
        nrf_delay_ms(200);
    nrf_drv_pwm_uninit(&m_pwm0);
        sound(3405);
        nrf_delay_ms(200);
    nrf_drv_pwm_uninit(&m_pwm0);
        sound(3033);
        nrf_delay_ms(200);
    nrf_drv_pwm_uninit(&m_pwm0);
        sound(2863);
        nrf_delay_ms(200);
    nrf_drv_pwm_uninit(&m_pwm0);
        sound(2551);
        nrf_delay_ms(200);
        nrf_drv_pwm_uninit(&m_pwm0);
        sound(2272);
        nrf_delay_ms(200);
        nrf_drv_pwm_uninit(&m_pwm0);
        sound(2024);
        nrf_delay_ms(200);
        nrf_drv_pwm_uninit(&m_pwm0);
        sound(1911);
        nrf_delay_ms(200);
        nrf_drv_pwm_uninit(&m_pwm0);
        nrf_delay_ms(1000);
    }

}

参照　API

  • nrf_drv_pwm_config_t Struct Reference https://infocenter.nordicsemi.com/index.jsp?topic=%2Fcom.nordic.infocenter.sdk5.v11.0.0%2Fstructnrf__drv__pwm__config__t.html Software Development Kit > nRF5 SDK > nRF5 SDK v12.3.0 > Data Structures > Data Structures

  • PWM HAL Software Development Kit > nRF5 SDK > nRF5 SDK v12.3.0 > API Reference > Peripheral drivers > PWM HAL and driver

  • PWM Software Development Kit > nRF5 SDK > nRF5 SDK v12.3.0 > Hardware Drivers

構成Parts

  • 圧電ブザー

GitHub